带式焙烧机球团NOx超低排放技术研究现状与展望

总结了带式焙烧机NOx的产生机制,揭示了带式焙烧机产生NOx的主要因素,探索从焙烧过程中可降低NOx产生的措施;并结合最新烟气强化脱硝技术和强化手段,为带式焙烧机烟气脱硝技术改造做理论支持和铺垫。

多源低热值燃气无焰燃烧的数值模拟研究

生物质、生活垃圾、低品位煤等原料通过厌氧发酵、热解气化等技术可制备燃气。这既能处理固体废弃物、清洁利用煤,又能产生可利用的燃气,具有能源和环保的双重效益。但制得的燃气热值低、组成复杂、不可燃组分多,且组成受原料、工艺影响变化较大,采用传统燃烧方式存在点火困难、燃烧不稳定、污染物不易控制等问题。无焰燃烧是一种低氧条件下的温和燃烧模式,污染物排放量低、燃烧效率高,有助于解决这些问题。因此,采用详细化学反应机理GRI Mech 3.0和涡耗散概念(EDC)模型,通过湍流与化学反应的耦合计算,对3种低热值燃气无焰燃烧过程进行数值模拟研究。实验数据验证该方法能够准确地模拟实际燃烧器中的无焰燃烧。随后对沼气、生物质气化气、煤气化气进行无焰燃烧数值模拟研究,包括温度场、组分场、OH自由基分布和污染物排放等,并通过对燃烧器的改进成功实现了生物质气化气和煤气化气的无焰燃烧。结果表明,生物质气化气、煤气化气在进行无焰燃烧时温度分布比天然气、沼气的温度分布更加均匀、反应区结构更大,且NO_(x)接近“零排放”;CO_(2)的稀释对于无焰燃烧有促进作用;CH_(4)成分的存在会改变反应区及OH分布,使温度分布更加趋于不均匀。将3种低热值燃气无焰燃烧横向对比发现,即便输入功率一样,燃气热值越低,炉膛整体温度越低,但烟气量更大,因此应加强烟气的余热利用,增大系统的热效率。

不同煤燃烧方式降低NOx排放比较及解耦燃烧应用

采用两段反应器研究了三种煤在不同燃烧方式下抑制NOx生成的效果。结果表明,煤的热解气和部分气化生成气再燃均能较好的抑制NOx生成,抑制效果优于空气分级燃烧,解耦燃烧方式抑制NOx生成的效果最显著,相对于传统燃烧其NOx排放降低了32%以上。煤种对各种燃烧方式降低NOx的程度有明显影响,煤中单位氮含量的燃料比(固定碳/挥发分)越小,煤的热解气和部分气化生成气再燃以及解耦燃烧方式下NOx的排放量越低。在煤部分气化生成气再燃烧方式中,部分氧化气化段通氧量不同,降低NOx排放的效果也不同,在氧气体积分数为8%～10%时的NOx生成量最低。基于解耦燃烧技术原理,研制了1.4 MW解耦燃烧工业锅炉,在燃烧同一煤种时,解耦燃烧锅炉和传统立式锅炉相比,烟气中NOx排放量降低了32.9%。

低NOx排放的“风包粉”浓淡煤粉燃烧技术

提出了一种低ＮＯｘ排放的煤粉燃烧技术──“风包粉”浓淡煤粉燃烧技术。分析了这种技术降低ＮＯｘ排放的原理和技术措施，并指出这项技术在低ＮＯｘ排放的同时，还具有低负荷稳燃、高燃烧效率、防止结渣和防止高温腐蚀的性能。介绍了这项技术的一些试验结果和应用情况。

空气分级燃烧降低锅炉NOx排放控制技术

阐述了空气分级燃烧降低NOx的排放机理及影响分级燃烧NOx生成的主要因素。对某电厂应用空气分级燃烧技术及NOx排放效果进行了分析,同时对内蒙古乌拉山电厂WGZ410/100—12型锅炉的分级燃烧改造方案及其降低NOx排放效果进行了分析,初步了解分级燃烧的特性。

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NOx改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况.利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及CO组分的分布情况.结果表明:计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,NOx质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性.通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案.

一种低NOx旋流燃烧器流场特性的研究

介绍了国内某锅炉厂按引进日立-巴布科克公司技术制造的HT-NR3低NOx燃烧器的基本情况及其主要结构特点,并对这种燃烧器进行了试验研究.结果表明:该燃烧器的回流区为中间环状回流区,煤粉浓度分布为外浓内淡,与其回流区相匹配,具有良好的着火及燃烧特性.实际运行表明,该燃烧系统具有很好的低NOx特性,可以满足国内燃煤锅炉的低NOx排放要求.

浓淡型双调风旋流燃烧器低NOx特性分析

利用冷态等温模化技术对浓淡型双调风旋流燃烧器进行了模拟实验研究。根据实验结果,对双调风旋流燃烧器的结构及特点进行了分析,研究了此种燃烧器的分级送风和浓淡燃烧技术的特点以及稳燃环所起的重要作用。

基于热解与燃烧反应重构的低NOx解耦燃烧原理与技术

解耦燃烧原理最早于1995年被用于烟煤的低氮无烟燃烧,其通过分离燃料热解与半焦燃烧,打破两反应在传统燃烧方式中的耦合作用,并通过重构热解挥发分与半焦的燃烧反应,实现挥发分完全燃烧的同时有效还原燃烧生成的NO_(x)。基于此方法的燃烧技术在1997年被定义为“解耦燃烧”。本文围绕固体燃料解耦燃烧高效低氮化原理、燃烧过程反应重构原则和反应过程定向调控关键要素,综合总结近三十年在煤炭与生物质解耦燃烧基础研究、技术开发、民用及工业燃烧典型应用及其实现的燃烧强化效果等方面取得的主要进展。解耦燃烧耦合其他诸如燃料再燃、燃料或空气分级燃烧、流态重构燃烧等先进燃烧技术可以进一步提高燃烧效率,降低空气污染物排放。解耦燃烧技术特别适合高含水燃料,对创新低阶煤和有机废弃物等的高效低氮燃烧新技术具有重要的科学意义和应用价值。

燃烧优化降低锅炉NOx排放的试验研究

对于已经采用低NOx燃烧技术的电站锅炉 ,燃烧优化仍然是降低NOx排放的首选方法。通过对某电厂 1 0 2 5t/h锅炉进行燃烧调整试验研究 ,确定了锅炉优化运行方式 ,分析锅炉效率和NOx排放量与电站锅炉运行参数的关系 。

几种低NOx排放特性的工业炉窑燃烧技术

NOx对环境的危害性很大,控制燃烧过程的NOx生成与排放一直是燃烧技术发展的关键。总结了燃料燃烧过程中NOx的生成 机理和抑制方法,论述了蓄热燃烧技术、煤粉低尘燃烧技术和新一代富氧燃烧技术的特点以及低NOx排放的主要原因,展望了这些 先进燃烧技术的应用前景。

抗生素菌渣热解N官能团变化特征及其与NOx前驱物关系研究

以青霉素菌渣(PMW)和土霉素菌渣(TMW)为对象,在水平管式反应器中进行快速热解,采用X射线光电子能谱(XPS)表征和化学吸收-分光光度定量分析方法,研究了抗生素菌渣热解N官能团变化特征及其与NO_x前驱物的关系。结果表明,菌渣燃料N官能团分为无机N(N-IN)和蛋白质及其水解产物N(N-A)两种。决定菌渣NO_x前驱物以NH_3-N为主,N官能团主要为N-A,PMW占81.1%、TMW占59.0%。在低温区间,N-IN在150-250℃分解和N-A在250-450℃转化,为NH3-N主要来源;PM W和TM W产率分别为20.9%和25.6%,而HCN-N产率小于2%,基本与燃料N官能团特征无关;该阶段伴随吡啶N(N-6)和吡咯N(N-5)的生成及转化,峰值在350-400℃。在高温区间,半焦N反应,主要是N-6和N-5的转化,为NH_3-N和部分HCN-N的来源;该阶段伴随少量更稳定质子化吡啶N(N-Q)和氮氧化物N(N-X)生成。由于N-IN和不稳定N-A低温下会快速分解,250-300℃下菌渣半焦N去除高达40%、能量损失可控制在25%,因此,采用合适低温热解处理菌渣,在保证能量前提下可有效去除燃料中的N。

低NOx燃烧技术在电厂中的应用

简单介绍了低NO x燃烧技术的发展过程,并以中电国华北京热电分公司为背景论述了该厂应用第二代、第三代低NO x燃烧技术的改造过程及效果,并对第三代低NO x燃烧技术提出了完善建议。

天然气燃烧的低NOx排放研究现状和趋势

介绍了天然气燃烧过程中快速型NOx和热力型NOx的形成机理,目前天然气燃烧的低NOx排放研究现状和几种常用的低NOx的燃烧技术及其特点。在讨论天然气燃烧低NOx排放技术的发展时,提出利用CFD软件对燃烧过程中的NOx进行模拟,并和实验相结合,是今后低NOx技术发展的方向。

燃烧器燃烧高效低NOx排放建模与优化

燃烧器控制系统是实现燃烧器节能减排的核心,但由于燃烧器控制对象存在纯延迟、大滞后和多分布参数等特点,给控制过程造成困难。从燃烧器输入量到输出量的非线性关系入手,建立最小二乘支持向量机(LSSVM)燃烧效率和氮氧化物(NOx)排放量的数学模型,并结合遗传算法对反映燃烧状态的烟气O2量、CO量寻优,得到的O2量、CO量可作为燃烧器闭环控制的给定值,参与电子比调系统的优化控制。结果表明,利用LSSVM得到的预测结果的相对误差均小于0.8%,可实现较好燃烧状态预测;通过寻优的烟气O2量、CO量能够在保证燃烧效率略微降低的基础上,实现氮氧化物排放量的明显降低,使燃烧效率和氮氧化物排放量得到平衡,对燃烧器节能减排控制具有参考价值。

煤粉气化低氮灵活燃烧研究进展

20世纪80年代,全俄热工研究院提出煤粉气化低氮灵活燃烧技术,该技术通过增加独立气化区域解耦了传统燃烧过程中挥发分析出阶段、燃烧阶段和燃烬阶段,使挥发分析出和焦炭燃烧成为2个独立的过程,并通过调控热解挥发分与焦炭的燃烧反应,在实现高效燃烧的同时有效地抑制了氮氧化物(NOx)的生成。综合总结了该技术近40年在煤燃烧领域的基础研究、技术开发和工程示范等方面取得的主要进展,包括该技术的降氮和稳燃原理;并以气化场所不同对煤粉气化低氮工艺进行了分类,着重介绍了流化床气化式和燃烧器气化式的工艺流程及取得的重要成果,同时对最新报道的气流床气化式燃烧工艺进行了介绍;对该技术在碳达峰碳中和背景下应用于大型燃煤电厂实现锅炉(低于20%锅炉负荷)深度调峰进行了工艺路线分析和前景展望,确定了不同煤粉气化低氮燃烧工艺在电站锅炉灵活性改造方面的技术优势、范围以及应注意的问题,以期对煤粉气化低氮灵活燃烧技术在电站锅炉领域的进一步发展提供有益参考。

基于最小二乘的FGR低氮燃烧自动控制系统

低氮燃烧器配合烟气循环系统FGR可以满足燃气锅炉NOX排放浓度低于30 mg/m3的要求,但前提条件是要控制好送入锅炉的烟气再循环量。在推导得到一种基于时变遗忘因子和加权配合的最小二乘递推辨识算法基础上,设计PID自整定控制器;通过MCGS搭建上位机系统,设计人机交互界面,利用MATLAB完成复杂的算法运算,MCGS与MATLAB之间通过DDE实现实时数据交换。MCGS将运算结果转换成控制信号,再通过PLC以脉冲信号去在线调节燃气锅炉FGR步进电机。试验结果表明,与传统的负荷调节法相比,所提自适应控制算法,在FGR控制系统上,具有更加优越的控制性能。

新型BiO1．8·0．04H2O纳米颗粒的快速合成及其光催化活性去除NOx污染物的性能研究

以硝酸铋为前驱体,通过一步沉淀法在室温下反应1h合成了BiO1.8·0.04H2O纳米光催化剂。通过XRD,SEM,TEM,XPS和紫外可见漫反射等研究了催化剂的物理化学性质。合成的BiO1.8·0.04H2O纳米颗粒具有孔径为14.8nm的介孔结构,禁带宽度为3.05eV。BiO1.8·0.04H2O纳米颗粒被用来去除气相污染物NOx,并表现出良好的光催化活性,超过了Bi2O3和TiO2(P25)的光催化活性。通过活性的循环测试可知,该光催化剂具有良好的稳定性。本研究能为低温合成铋基光催化剂提供一种新颖而简单的方法。

大型锅炉高效低NOx燃烧技术的研究

本文详细分析了NOx生成机理 ,低NOx燃烧器以及炉内空气分级燃烧的机理及其影响因素 ,并对 30 0MW贫煤锅炉高效低NOx燃烧技术进行优化模拟 ,对OFA优化设计作了介绍。

电站燃煤锅炉降低NOx排放的措施

本文概述了NOx的生成机理、生成特性,实现低氮燃烧的主要途径和具体方法。