循环流化床NOx和SO_(2)协同脱除技术试验研究

结合循环流化床后燃技术(简称“后燃技术”)和炉内喷钙脱硫技术,在0.1 MW循环流化床试验台上研究了循环流化床NOx和SO_(2)协同脱除潜力,主要研究了后燃室脱硫剂添加量对NOx和SO_(2)排放影响以及炉内添加脱硫剂时燃烧温度对NOx和SO_(2)排放的影响。结果表明:通过后燃室注入脱硫剂可以降低SO_(2)排放,能够达到一定的脱硫效果。当燃烧温度较高时,后燃技术下炉内添加脱硫剂,脱硫效果很差。通过适当降低燃烧温度可以实现NOx和SO_(2)的协同脱除。当温度为845℃时,后燃技术下炉内脱硫时可直接实现超低NOx排放,而SO_(2)排放可以降至92.09 mg/m^(3)。后燃技术下炉内低温脱硫时,如果后燃室添加适量脱硫剂,则SO_(2)排放可进一步降低,有望实现NOx和SO_(2)双超低排放,进一步降低循环流化床污染物脱除成本。

循环流化床O_2/CO_2燃烧技术的最新进展

对循环流化床O2/CO2燃烧技术的研究现状进行了总结,阐述了其燃烧特性和污染物排放特性,分析了O2/CO2燃烧对循环流化床锅炉设计的影响,并从技术经济角度衡量了其成本,分析了需要解决的关键问题.指出循环流化床O2/CO2燃烧技术在其发展过程中不存在难以逾越的技术瓶颈,与其它CO2减排技术相比具有一定的经济优势,是值得重点研究的一项洁净煤燃烧技术.

50kW循环流化床O_2/CO_2气氛下煤燃烧及污染物排放特性

在热输入功率为50 kW的循环流化床富氧燃烧综合试验台上进行徐州烟煤和龙岩无烟煤在空气、21%O2/79%CO2、30%O2/70%CO2和40%O2/60%CO2气氛下的燃烧试验,考察气氛对温度、燃烧效率和污染物排放的影响。结果表明,2种煤在不同气氛下均燃烧稳定;沿炉膛高度方向,温度先升高后降低;随着氧化介质中O2浓度的增加,温度水平上升;随着氧化介质中O2浓度的提高,燃烧效率提高;空气气氛下燃烧效率介于21%O2/79%CO2和30%O2/70%CO2气氛之间;未添加脱硫剂时,随着氧化介质中O2浓度的提高,烟煤和无烟煤燃烧SO2排放浓度提高;21%O2/79%CO2气氛下,NO排放量比空气气氛下低;随着O2浓度的升高,NO排放量升高;21%O2/79%CO2气氛CO排放量比空气气氛下大很多,但随着O2浓度的升高,CO排放量迅速下降。

O_2/CO_2气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究

富氧燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行,还能减少NOX排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。进行了O2/CO2气氛和O2/N2气氛下的循环流化床煤燃烧试验,重点分析了煤燃烧生成的污染物NOX、SO2的排放规律及石灰石脱硫效率,进行了循环流化床富氧燃烧系统的平衡分析并得到了相关试验的证实,为循环流化床富氧燃烧技术的工业应用做了基础和重要的准备。

流化床O_2/CO_2燃烧技术和化学链燃烧技术

O2/CO2燃烧技术不仅能使分离收集CO2和处理SO2容易进行,还能减少NOx排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。流化床O2/CO2燃烧技术将流化床和O2/CO2燃烧技术的优点结合起来,有可能取得更好的效果。化学链燃烧技术打破了自古以来的火焰燃烧概念,开拓了根除燃料型NOx生成、控制热力型NOx产生与回收CO2的新途径,是解决能源与环境问题的创新性突破口。介绍了流化床O2/CO2燃烧技术和流化床化学链燃烧技术的原理和研究现状,比较了它们之间的差别,展望了发展前景。

油页岩循环流化床燃烧N_2O生成特性及控制技术

在一个直径 2 0mm ,高 4 5 0mm小型热态循环流化床燃烧试验台上 ,对一些可调整的运行参数对油页岩循环流化床燃烧过程中N2 O排放特性影响的试验研究 ,试验研究表明 ,降低过量空气系数、提高循环倍率、进行炉内石灰石脱硫等 ,可以降低N2 O的生成量。最后介绍了一些循环流化床燃烧过程控制N2

循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组运行能耗影响因素分析

在干、湿烟气再循环方式下,建立采用空气启动方式的富氧燃烧循环流化床锅炉助燃气体动态计算模型和烟气成分动态变化计算模型。基于实际气体的P-R状态方程,采用偏离函数法建立空气分离单元和CO_2压缩纯化单元运行能耗计算模型。在此基础上,对循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组的运行能耗影响因素进行定量分析计算,得到氧气纯度、氧气浓度、过量氧气系数、锅炉漏风系数及不同烟气再循环方式对发电机组运行能耗的影响。

基于数据驱动660 MW循环流化床锅炉多目标燃烧优化

为降低某电厂循环流化床锅炉污染物排放,同时提高锅炉燃烧运行经济性,本文采用数据驱动技术实现循环流化床锅炉多目标燃烧优化。基于改进粒子群优化长短期记忆神经网络建立循环流化床锅炉NO_(x)/SO_(2)排放数学模型和锅炉排烟温度数学模型,以相对误差为预测性评估指标以确定最佳网络参数;其次,基于改进粒子群优化长短期记忆神经网络(IPSO-LSTM)、长短期记忆神经网络(LSTM)、广义回归神经网络(GRNN)和反向传播神经网络(BPNN)分别构建NO_(x)/SO_(2)排放数学模型和锅炉排烟温度数学模型,通过比较预测性评估指标,证明本文构建预测模型有效性;最后,基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)获取不同运行工况下循环流化床锅炉燃烧优化调整方案,以降低NO_(x)/SO_(2)排放浓度,同时维持排烟温度稳定性。结果表明:相比优化前,优化后NO_(x)排放浓度平均降低了10.58%,SO_(2)排放浓度平均降低了25.81%,最大降低了650 mg/m^(3),且排烟温度平均降低0.14%。

循环流化床富氧燃烧SO_2排放和石灰石脱硫特性研究

在50kW循环流化床燃烧试验台上进行了大同煤在O2／CO2气氛下未添加石灰石和添加石灰石的富氧燃烧试验，试验各工况进口的氧气浓度为25％～50％，燃烧温度为850-950℃。试验研究的目标是获得燃烧温度和进口氧气浓度等参数对循环流化床富氧燃烧过程中SO2的排放特性和石灰石的脱硫特性的影响。试验研究表明：未添加石灰石时，SO2的排放量随着燃烧温度的升高而升高，随着进口氧气浓度和过氧系数的升高而降低。在相同[Ca]／[S]情况下，石灰石的最高脱硫效率所对应的燃烧温度在900℃。随着进15氧气浓度的增加，石灰石的脱硫效率显著提高，在[Ca]／[S]为3的条件下，进口氧气浓度从25％增加到50％，石灰石的脱硫效率从39．0％增加到83．5％。

循环流化床富氧燃烧NO和N_2O的排放特性

在50kW循环流化床燃烧试验台上对大同煤和神木半焦进行了O2／CO2气氛的富氧燃烧试验，试验的进口氧气体积分数为25％～50％，燃烧温度为800～950℃．试验研究的目标是获得燃烧温度、进口氧气体积分数和过量氧气系数等因素对循环流化床富氧燃烧过程中NO和N2O的排放特性以及燃料N转化率的影响．研究结果表明，与空气气氛相比，O2／CO2气氛下的燃料N转化率明显降低；随着进口氧气体积分数增加，NO的排放下降，而N2O的排放则升高；随着过量氧气系数的增加，NO、N2O的排放以及燃料N转化率均呈增加趋势．在循环流化床富氧燃烧中，提高燃烧温度、进口氧气体积分数以及降低过量氧气系数都能有效降低燃料N转化率，抑制氮氧化物的排放．

基于热经济学的O_2/CO_2循环燃烧系统和MEA吸附系统的技术-经济评价

化石燃料(特别是煤炭)燃烧所产生的CO_2已经越来越受到关注,O_2/CO_2循环燃烧方式和MEA(mono ethanol amine,单乙醇胺)吸附系统是两种重要的具有CO_2减排特征的能量转换系统.本文以某电厂300 MW燃煤机组为基础,以过程仿真技术为平台,利用热经济学成本分析的方法对该机组的两种CO_2减排方式(O_2/CO_2循环燃烧方式和MEA吸附方式)进行了技术-经济评价,并比较它们的经济性能.系统评价指标选定为系统的发电成本(cost of electricity)和CO_2减排成本(CO_2 avoidance costs).分析结果显示:无论是哪一个指标,O_2/CO_2循环燃烧系统都要比MEA吸附系统小一些,O_2/CO_2循环燃烧系统更经济、更可取.

循环流化床二段燃烧燃煤过程中NO和N_2O生成与控制研究

在小型石英循环流化床燃煤装置上，进行ＮＯ和Ｎ２Ｏ生成与控制研究。研究结果表明：随着二次空气率的提高，ＮＯ明显下降，二次风口的位置高，ＮＯ的下降速率明显一些；随着二次空气率的提高，Ｎ２Ｏ开始升高，但升高到一定程度后，随着二次空气率的提高，反而开始下降。此外，二次风口的位置高，Ｎ２Ｏ随二次风变化曲线的上升段和下降段的斜率都略大。

大同煤循环流化床的O_2-CO_2预热特性

利用循环流化床高温预热技术,对大同煤在O_2-CO_2环境下预热前后的颗粒特性、燃料特性和燃料氮的转化特性开展研究。结果表明,循环流化床可将大同煤稳定预热至850℃,预热所需的热量全部由煤粉自身的部分燃烧提供。预热后的半焦颗粒粒径减小,比表面积和孔容积分别增大10和2倍,孔隙结构更加发达;大同煤在循环流化床O_2-CO_2预热中,煤气中CO、H_2、CH_4和CO_2体积分数分别为11.5%,9.7%,2.11%和79.6%,煤气热值为2 848.7 kJ·m^(-3);预热过程,煤中的N-Q和N-X向N-6和N-5发生了转化,N-6质量分数由原煤的17.28%增大到32.11%。

循环流化床燃煤过程NO、N_2O和SO_2的排放行为研究

在30 kW循环流化床装置上进行了中国西部三种煤的燃烧实验,考查了燃烧温度、空气分级、空气过剩系数、固体颗粒循环料率和煤种等因素对NO、N2O、SO2污染物排放的影响。结果表明,强化空气分级可显著降低高挥发分煤种NO的生成量,但对N2O影响不大;增加空气过剩系数同时增加了NO与N2O的排放;增加固体循环料率显著降低NO生成量,但N2O排放略有增加;高阶煤燃烧生成较多N2O,低阶煤生成较多NO。燃烧温度1 120 K、过剩空气系数1.25下约85%燃料中N转化为N2。实验范围内改变操作参数不影响SO2与CO排放量。

粉煤和石灰石加入位置对循环流化床燃煤过程NO_x与N_2O排放的影响

在30kW的循环流化床(CFB)上进行3种煤的燃烧实验,考察了粉煤和脱硫剂加入位置、分级燃烧以及空气过剩系数对NOX和N2O排放的影响。所采用的CFB燃煤系统由提升管和下行床构成,提升管主要用于粉煤燃烧,下行床主要用于固体床料循环和粉煤热解。粉煤或脱硫剂分别自传统的一次空气布风板上方和下行床上部两个位置加入。结果表明,在不加脱硫剂的条件下,降低空气过剩系数和一次空气化学计量比均可有效降低NO排放,但对N2O排放则呈现上升、下降和无明显变化多种趋势。当粉煤加入位置自传统的提升管下部改变到下行床上部时,减少空气过剩系数或减少一次空气化学计量比可明显降低其中两种煤的NO排放,并可少量降低另一种煤N2O的排放;从下行床加入粉煤时,空气分级和低O2燃烧对NO排放的影响程度有所减弱。最后,对一种煤进行了脱硫实验,随Ca/S摩尔比的升高,SO2排放显著降低,NO排放升高,而N2O则先上升后下降;且自下行床加入时,NO排放更低;CaCO3加入位置变化对N2O排放无明显影响。

循环流化床燃煤锅炉的SO_2和NO_x排放的试验和数值计算

文中采用数值模拟和试验相结合的方法来研究煤种对循环流化床燃烧(CFB)燃烧 SO2 和 NOx 排放的影响。在1.5MWth CFB 试验台上分别做了 5 种煤燃烧的 SO2和 NOx排放试验,根据所建 CFB 锅炉脱硫脱氮数学模型和已建与煤种相关的 CFB 锅炉总体数学模型,对该试验台炉膛内 5种煤 SO2 和 NOx 的生成和脱除进行数值模拟,其结果和试验结果吻合良好。结果表明,煤种决定 CFB 锅炉脱硫效率及 SO2和 NOx的排放。

燃煤O_2/CO_2循环燃烧过程中SO_2与NO_x协同脱除的中试研究

由于温室气体影响导致的全球变暖和气候变化日趋严重,温室气体CO2的捕集和封存作为一个缓解气候变化潜在的技术越来越引起全世界的关注。O2/CO2循环燃烧被认为是一种效率高、风险小的CO2捕集方式。该文采用高硫(2.235%)的贫煤,在0.3MW中试台架上,对O2/CO2、O2/CO2喷钙和O2/CO2循环燃烧喷钙等3种工况进行了SO2和NOx协同脱除的研究。以空气气氛下的燃烧排放作为基准。研究表明:在高CO2气氛下,喷钙脱硫的效率得以显著提高,同时NOx的脱除效率也有明显提高;在O2/CO2循环燃烧喷钙的工况下,脱硫效率达96%,脱硝效率达89%,尾部烟气中SO2、NOx排放满足国家火电厂大气污染物排放标准的要求。

O_2/CO_2燃烧技术及其污染物生成与控制

O2/CO2燃烧方式更适合于煤的燃烧,经干燥脱水后烟气中CO2的浓度可达95%以上。该技术不仅便于回收烟气中CO2,还能大幅度地减少SO2和NOx排放,实现污染物的一体化的协同脱除,是一种清洁、高效的燃煤发电技术。介绍了O2/CO2燃烧技术及其发展历程,回顾了近10年来该技术在燃烧与传热特性、污染物生成与控制的理论和实验研究的进展,在此基础上提出了这一技术领域中尚待解决的问题,展望了今后的研究方向。

流化床煤燃烧过程中N_2O的生成与分解机理的研究

试验室研究表明流化床煤燃烧过程中确有大量的Ｎ２Ｏ生成，且床温、过剩氧量、煤种及粒径、添加石灰石等对Ｎ２Ｏ排放量有较大影响；ＮＨ３的氧化反应、ＮＯ在煤焦表面的还原反应以及煤焦的直接燃烧都产生Ｎ２Ｏ，但生成量比较小，流化床煤燃烧中产生的Ｎ２Ｏ主要来自挥发分中ＨＣＮ的均相反应；Ｎ２Ｏ在高温下迅速分解，且Ｈ２Ｏ、煤焦、床料及备种氧化物对Ｎ２Ｏ的分解都有不同程度的催化作用；在脉冲电晕放电脱硝过程中有一定量的Ｎ２Ｏ产生，ＮＯｘ初始浓度、停留时间、脉冲电压及功率对Ｎ２Ｏ生成量都有影响．

流化床燃烧工况下N_2O多相分解的机理研究

流化床燃烧工况下Ｎ_２Ｏ多相分解的机理研究冯波，袁建伟，林志杰，蔡学军，吴宏伟，刘德昌（华中理工大学煤燃烧国家重点实验室武汉４３００７４）关键词：流化床燃烧，Ｎ_２Ｏ分解。１前言ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳＯＦＨＥＴＥＲＯＧＥＮＥＯＵＳＤＥＳＴＲＵＣＴＩＯＮＯ...