新型高效低NO_(x)排放CO助燃剂研究和工业应用

大部分催化裂化(FCC)装置采用CO助燃剂控制再生器CO尾燃,但存在加注量大、应用成本高以及烟气NO_(x)增加的问题。本研究开发生产出FCC新型高效低NO x排放CO助燃剂,实验室评价数据和工业应用结果表明:该助燃剂具有更高的助燃活性、更低的烟气NO_(x)含量、更好的水热稳定性和更强的抗硫失活性能,相比市售助燃剂,CO体积分数降低35.9%~40.2%,NO_(x)质量浓度降低15.9%~19.4%;应用新型高效低NO x排放CO助燃剂可减小NO x浓度波动,降低SCR(选择性催化还原)注氨量,降低运行成本,减少余热锅炉结盐,有利于装备长周期运行。

实现低NO_(x)排放的紧耦合后处理器匹配

重型柴油机排放法规不断降低氮氧化物(NO_(x))限值,采用紧耦合选择性催化还原(SCR)是预期技术路线之一,但是否需采用紧耦合柴油氧化催化器(DOC)以改善紧耦合SCR入口NO_(2)比例仍需要进一步探讨.通过一台商用柴油机,在GT-Power平台分别搭建DOC和SCR小样模型,基于小样试验数据和遗传算法对反应动力学机理参数进行初步标定,然后使用测试循环数据对机理参数进行修正,进而构建了DOC-DPF-SCR-ASC系统模型.基于系统模型对采用紧耦合DOC的必要性进行了探讨,结果表明:紧耦合DOC会增加紧耦合SCR前的热惯性,使紧耦合SCR的冷起动性能变差.基于系统模型还开展了两级SCR之间的体积匹配,可知柴油机采用主SCR体积为9.94 L时,匹配紧耦合体积为2.13 L的SCR可使系统冷起动工况SCR转化效率由63.0%提高到77.8%,NO_(x)排放降低了42.4%;冷、热起动世界统一瞬态循环(WHTC)加权后的NO_(x)排放由0.38 g/(kW·h)下降到0.21 g/(kW·h),降低了44.7%.

煤粉富氧燃烧CO_(2)富集特性与NO_(x)生成量模拟预测研究

分析了富氧下的煤粉燃烧特性、CO_(2)富集特性和NO_(x)生成特性,并模拟了CO_(2)富集和NO_(x)生成量的协同控制趋势。结果表明:与空气燃烧相比,富氧燃烧条件下CO_(2)富集分布与NO_(x)体积分数分布是负协同效应;不同O_(2)/CO_(2)体积分数比的富氧下,随着O_(2)体积分数的增加,炉膛出口的CO_(2)体积分数和NO_(x)体积分数都先上升到最大值后稍微下降,呈正协同效应,但出现拐点的O_(2)体积分数不同;CO_(2)富集到一定程度时,能有效抑制NO_(x)的生成量;在富氧条件下,可实现炉膛出口的高CO_(2)富集与低NO_(x)生成量的协同控制技术。

燃气发动机低NO_(X)排放技术路线研究

为实现低NO_(X)排放,需对传统的发动机进行技术改进与硬件升级。CARB(加州空气资源委员会)联合SwRI(美国西南研究院)对燃气发动机进行了一些调查和研究,展示了能够将NO_(X)排放限制在0.02g/bhp-hr的系统[1-4]。同时采用不同的测试循环来检测氨(NH_(3))、甲烷(CH_(4))、一氧化碳和碳氢化合物的排放。本文主要采用后处理系统快速启动和优化空燃比控制的方式减少NO_(X)的排放。具体实现采用适配的后处理催化器、高精度控制的发动机零部件及高鲁棒性的稳态和瞬态标定数据等。

40 t/h煤粉预热燃烧锅炉运行和低NO_(x)试验研究

为应对日益严峻的大气污染形势,实现煤粉高效低NO_(x)燃烧,开发了煤粉预热燃烧技术。煤粉首先进入流化床预热燃烧器,与较低当量比的空气发生部分燃烧反应产生热量将自身预热至800℃以上,在高温强还原性气氛下析出并脱除部分燃料氮,预热后的燃料随后进入煤粉炉炉膛,在炉内通过分级配风进一步控制NO_(x)生成。某40 t/h煤粉预热燃烧锅炉工业试验结果表明:该锅炉可实现高效运行和低NO_(x)排放的协同控制;锅炉NO_(x)排放质量浓度随锅炉负荷的提升而逐渐升高,提高内二次风比例和延迟三次风配入等手段均有利于降低NO_(x)排放质量浓度;二次风当量比在0.4左右时NO_(x)排放质量浓度最低;锅炉热效率可达到93.08%,在50%~100%负荷范围内可实现NO_(x)原始排放质量浓度≤119 mg/m3(φ(O_(2))=6%)。

内部烟气循环技术在低氮燃烧器中的应用

利用计算燃烧学技术,采用数值模拟手段结合试验及实际工程应用详细研究了配套WNS锅炉的燃天然气燃烧器的燃烧特性,对燃烧器内部的压力、流速、烟气回流量、混合流场、燃烧室的直径等参数进行了分析对比,并最终确定了燃烧器及燃烧室的结构优选方案,对燃天然气燃烧器和低温燃烧设计提供理论基础数据。

W火焰锅炉低NO_(x)燃烧新系统C风风率优化数值模拟研究

采用数值模拟的方法,对某电厂一台具有低NO_(x)燃烧新系统的W火焰锅炉进行了C层二次风的风率优化研究。分析了C风风率对锅炉燃烧特性及NO排放特性的影响。结果表明,C风风率对煤粉燃尽率及NO排放量有较大的影响;随着C风风率的降低,炉内温度水平降低,煤粉燃尽率降低,NO排放量也随之降低。

新型直流燃烧器燃烧性能的数值模拟分析

为了解决超低负荷下煤粉燃烧器的稳燃和NO_(x)排放等问题,研发了一种新型直流煤粉燃烧器,通过数值模拟分析发现该燃烧器具有高浓缩比的特点,出口N 0X排放浓度在180mg/m^(3)(02=6%)以内,同时喷口处能够形成稳定的回流区,保证了煤粉着火的稳定性,可见该新型燃烧器具有良好的低NO_(x)排放及稳燃特性。