高碱煤与煤矸石掺烧SO_(2)和NO减排及结渣抑制研究

结渣和沾污是高碱煤燃烧锅炉中普遍存在的难题。同时,源于采煤和洗煤的大量固废煤矸石出于经济和生态考虑亦须实现减量化处理和资源化利用。基于此,通过掺烧高碱煤与煤矸石抑制煤灰沾污和结渣发生以及实现煤矸石的资源化利用,同时考察掺烧过程中污染气体(SO_(2)和NO)的释放及减排行为。结果表明,高碱煤与煤矸石静态的掺烧反应服从三维扩散模型,在一定比例下掺烧反应活化能低于单一燃料燃烧的活化能。掺烧过程中焦炭和CO可还原NO,同时灰分中过渡金属组分可促进NO原位减排,而SO_(2)的减排效果很大程度上取决于两燃料的掺烧比例及其灰分组成。掺烧过程中碱金属有效固留于灰渣中,从而降低煤灰沾污和结渣倾向,而碱土金属(Ca,Mg等)可同时与灰分组成中的硅铝及气相中SO_(2)发生竞争反应。此外,通过改变掺烧煤矸石矿物组成可调节灰渣组成及熔融温度。本研究结果可为通过掺烧高碱煤与煤矸石来缓解锅炉沾污和结渣难题提供科学参考。

生物炭对紫色土农田土壤NO排放的影响

为探明生物炭对紫色土农田土壤NO排放的影响,利用静态箱-化学发光氮氧化物分析法对夏玉米-冬小麦轮作土壤施用生物炭后的NO排放进行了为期一年(2013年6月至2014年5月)的原位观测,比较了生物炭与化肥混施处理(BCNPK)和常规施肥处理(NPK)的紫色土NO排放特征,无肥(CK)作为计算排放系数的对照。结果表明,玉米生长季,NPK处理下的土壤NO排放速率、累积排放通量及排放系数与BCNPK处理下相应参数之间均呈极显著差异(P<0.01)。施用生物炭后,NO排放速率、累积通量及排放系数分别降低了73.1%、77.4%和85.5%,但在小麦季两种处理之间的差异均不显著(P>0.05)。此外,在玉米季和小麦季,BCNPK处理单位产量的综合温室效应(yield-scale GWP)分别比NPK处理降低了79.4%和26.4%。因此,在同等氮肥施用量的条件下配施生物炭既能保证紫色土农田土壤作物不减产又能降低NO的排放。

300MWCFB锅炉N2O排放特性研究

为了降低CFB锅炉N2O排放浓度，本文对某300MWCFB锅炉在不同氧量和不同床压工况下的N2O、SO2和NO排放浓度数据进行了采集．分析研究了这三种污染物排放浓度随试验工况变化的情况及内在机理，为流化床锅炉运行过程中如何降低N2O排放浓度提供了优化建议。

添加剂对钒钛磁铁矿烧结过程NO生成影响研究

利用烧结杯实验装置研究了不同添加剂对钒钛磁铁矿烧结过程NO生成影响。结果表明:在烧结混合料中加入尿素、氯化铵、碳酸铵及碳酸氢铵后烟气中NO的排放浓度及生成总量都有一定幅度的降低,同时未对烧结主要技术经济指标产生显著影响,其中添加尿素及氯化铵后对NO的减排效果最好;另外实验确定了尿素的最佳添加量为0. 5%,氯化铵的最佳添加量为0. 3%,在此条件下烧结过程NO的减排率分别达到22. 0%及20. 4%。

焦炉蓄热耦合SNCR+SCR脱硝特性数值研究

针对当前焦炉烟气脱硝应用选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)或选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)存在的问题,建立具有喷氨空间的新型蓄热室内耦合SNCR+SCR的三维模型。通过数值模拟方法,优化和评价不同蓄热材料物性参数的蓄热指标,分析SNCR及SCR反应区的温度及NO/NH_(3)浓度分布特性。结果表明:耦合脱硝过程从SNCR到SCR依次发生,并具有明显的温度梯度变化及余热梯级利用特性。SNCR反应区的粒子停留时间较大,保证了NH_(3)与NO的混合程度,实现63.8%的NO还原效率。此外,SNCR过程同时存在NO还原与NH_(3)氧化的竞争反应,主体反应区位于注射面以上。由于SCR反应区的NH_(3)浓度低及分布不均匀而具有较低的还原效率,这也与蓄热室结构特性及催化剂涂覆面积有关,而在单独SCR工艺中获得大约36%的NO还原效率。研究结论说明,SNCR主要承担NO减排及SCR进一步降低NH_(3)浓度的耦合脱硝过程,能够实现NO/NH_(3)出口浓度的双重达标,为替代外延SCR脱硝系统提供理论依据。

烟气循环烧结过程料层温度及NOx排放模拟模型

为了研究烟气循环条件影响料层的热状态及减排机理,依据烟气循环烧结过程主要反应的热力学和动力学、气-固传热规律以及气体流体力学,建立了烟气循环烧结料层温度及NOx排放的数值模拟模型。试验验证结果表明,模型计算的料层温度、气体组分(O2、CO、NO)等与试验检测值吻合较好,料层温度及NO排放浓度相对误差在±5%以内;根据模拟模型分析可知,烟气循环烧结中影响NO排放的主要因素是烟气循环中O2和CO浓度,随着O2浓度的降低和CO浓度的上升,燃料氮氧化反应速率明显下降,NO-CO还原反应速率升高,烟气中NO平均排放浓度降低。