CFB锅炉烟气脱硫方式的比较

CFB锅炉是一种环保型的锅炉,可以通过喷入一定的石灰石,实现了一定效率的炉内干法脱硫,炉内脱硫效率一般在60%～90%之间。但由于CFB锅炉的燃料特点,在一些燃烧高硫燃料或所在地SO2排放标准要求严的CFB锅炉,必须在炉后进一步进行烟气脱硫。本文通过对传统湿法脱硫工艺(钙法、镁法、氨法)存在的问题以及对循环流化床干法脱硫工艺优点的论述,得出了对于CFB锅炉采用循环流化床干法脱硫工艺更具有科学性结论。     

火电厂循环流化床锅炉炉内脱硫效率影响因素分析

循环流化床（CFB）锅炉是近年来发展较快又得到广泛应用的清洁燃烧技术，具有高脱硫率和低氮氧化物排放的特点。CFB锅炉采用炉内加钙脱硫工艺，但在实际运行过程中遇到了诸多问题。本文根据近几年从事火电厂环评工作经验和通过收集国内一些CFB锅炉SO2排放资料，对CFB锅炉的脱硫技术原理、影响炉内脱硫的主要因素进行了分析，并通过炉内改造工程实例说明了炉内脱硫的高效可迭性。     

循环流化床锅炉在环境保护方面的探讨

1.氧化硫的排放 在燃烧过程中产生的氧化硫与伴随煤一道进入的添加物发生有利反应,其中添加物的碳酸钙（石灰石）为主要组成成份。石灰石在预定条件下在炉内参与化学反应。从而生成大量的活性吸收剂.即单纯的石灰。其反应过程为CaO与燃料中的硫在反应中生成的SO2发生进一步反应,进而生成硫酸钙。化学反应过程为：     

西宁市非金属矿物制品业大气污染物排放清单研究

为研究西宁市非金属矿物制品业对大气污染物的贡献情况,根据排放因子方法建立了西宁市2018年非金属矿物制品业4种大气污染物的排放清单,并对清单进行了时空分布及不确定性分析,为西宁市非金属矿物制品业污染物排放控制提供依据.结果显示,西宁市2018年非金属矿物制品业大气污染物NO_x、SO₂、PM_2.5和PM₁₀的排放总量分别为3 300.18、1 195.93、1 281.18和2 382.72 t.西宁市非金属矿物制品业污染物排放企业主要在大通县、湟中县、城北区,集中在西宁市南部.其中,大通县是NO_x和SO₂最大的贡献区域,也是PM_2.5和PM₁₀的第二大贡献区域;湟中县是PM_2.5和PM₁₀的最大贡献区域,也是NO_x和SO₂的第二大贡献区域.水泥（干法）行业是NO_x、SO₂、PM     

淬熄高度和空气分配比例对RQL燃烧室燃烧特性的影响

基于富油/淬熄/贫油(RQL)技术原理,设计一种燃气轮机低排放燃烧室.在保持燃烧室进口参数不变的前提下,研究不同淬熄结构高度及空气流量分配比例对燃烧室内流场、温度场及污染物生成特性的影响.结果表明：淬熄结构高度和空气分配比例是影响燃烧室燃烧性能的重要参数,随着淬熄结构高度的降低,燃烧室出口氮氧化物NO_x的排放量增加;随着富油区主燃孔与淬熄空气质量流量的空气分配比例降低,燃烧室出口NO_x的排放量先降低后增加,存在一个最佳的空气分配比例使NO_x排放量最低;热力型NO_x的生成量与温度高于1 900 K的区域大小和最高燃气温度存在直接关系.基于此设计的燃烧室在所研究的工况下,最低NO_x排放量可低于35 mg/m³,达到了低污染燃烧室排放标准.     

燃煤链条炉掺烧半焦NOx生成特性及配风优化数值模拟研究

针对煤炭分级分质转换过程中产生的过剩副产品热解半焦，为更加高效清洁的利用煤炭资源，本文提出在链条炉中掺烧热解半焦。使用Fluent软件对链条炉中烟煤与半焦的掺烧工况进行了数值模拟，研究了炉膛内流场、温度场和组分场的变化规律以及配风优化的影响，探讨了掺烧过程中NO_x的生成特性以及配风优化对炉内燃烧性能的影响。结果表明，提高半焦的掺混比例，炉膛中NO的体积分数升高，炉膛出口平均烟温降低。推迟配风有助于炉内形成贫氧程度更深的局部还原性区域，从而抑制NO_x原始生成，减少炉膛NO_x最终排放。层燃室燃复合燃烧时，烟煤在炉排上燃烧的同时将半焦粉末喷入炉膛，半焦比例每增加5%,炉膛出口平均温度约增加30℃;半焦粉末在炉中喉口位置喷入时，炉膛出口烟温最高。本文的研究结果能够为链条炉高效低污染掺烧利用热解半焦等低挥发分煤基固体燃料，提供一定的理论依据和科学指导。     

重型柴油机燃用改性柴油的排放污染物研究

在一台重型柴油机上燃用3种不同理化特性的柴油,分别为国五柴油与2种改性柴油,用来探明改性柴油对排放污染物的影响。分析了工况、空燃比及改性柴油对重型柴油机常规污染物NO_x、CO₂、THC的影响;用XAD-2吸附管采集气相多环芳香烃污染物,活性炭吸附管采集单环芳香烃污染物,DNPH吸附管采集醛酮类化合物,探讨工况、空燃比与改性柴油对非常规污染物排放影响;用石英滤膜采集颗粒物进行碳质组分分析,讨论了工况、空燃比与改性柴油对颗粒物碳质组分的影响。结果表明:相比于低转速25%负荷工况,额定转速25%负荷工况下空燃比更高,常规污染物排放更低,醛酮类化合物与芳香烃排放更高,醛酮类化合物上升约13%,有机碳与元素碳排放略微升高;相比于国五柴油,在较高空燃比工况下,低芳香烃的柴油NO_x排放上升15%左右,CO₂排放略微上升,THC排放略微降低,较低汽化潜热的柴油NO_x排放上升30%左右,CO₂排放上升13%左右,THC排放降低28%左右,较低芳香烃的柴油多环芳香烃排放下降约...     

高负载铜基SSZ-13分子筛催化剂SCR模型研究

随着日益严格的排放法规出台，降低重型柴油机的氮氧化物(NO_x)排放已成为研究的重点．为提高SSZ-13分子筛催化剂在低温下的二氧化氮(NO₂)转化效率，通过数值仿真的方法研究了高负载铜基的小孔径分子筛催化剂在不同工况下的最佳NO₂占比情况．利用GT-SUITE软件建立了一维反应器模型以及催化反应动力学模型，采用数值模拟计算的方法对选择催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统内化学反应进行了研究．模型考虑了423～673 K的温度范围内，氨气(NH₃)的吸附、脱附和氧化反应、一氧化氮(NO)氧化反应、NO_x的还原反应以及硝酸铵(NH₄NO₃)的分解反应，并且在排出气体中监测重要的温室气体——氧化亚氮(N₂O)的排放量．结果表明：在高负载铜基的SSZ-13分子筛催化剂作用下，NO₂与NH₃反应生成的NH₄NO<...     

天然气同轴分级燃烧室污染物生成及预测

针对天然气燃气轮机污染物预测难度大的问题，该文基于数值模拟方法研究了燃烧室头部旋流数、分级面积比、分级轴向距离等典型因素对污染物生成的影响，在此基础上提出了基于神经网络的燃气轮机污染物预测模型。研究结果表明：头部旋流数、分级面积比增大会导致燃烧室内部最高温度升高，NO_x排放增多，而CO排放无明显变化；所构建的神经网络预测模型预测结果与数值模拟结果吻合，其中预测NO_x平均误差为4.58%, CO平均误差为0.97%,证实了神经网络模型预测燃气轮机污染物排放可行且准确。     

论循环流化床燃煤锅炉的SO2和NOx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15MWthCFB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。     

甲烷/空气燃烧NOx排放数值模型对比

为明确不同NO_x数值模型对甲烷/空气燃烧NO_x生成特性的适用性和差异性，以射流扩散火焰、旋流预混火焰、燃气轮机燃烧室为研究对象，分析了NO_x后处理模型法、解耦详细反应机理法和附加NO_x输运方程法对甲烷/空气燃烧NO_x生成特性模拟的适用性和差异性。结果表明：火焰后方N₂O的生成量较少，NO₂的生成量极少，NO含量占总NO_x的95.00%以上；NO_x后处理模型法可准确模拟火焰附近的NO_x生成位置和火焰后方的NO_x生成速率，但该模型低估了火焰位置的NO_x生成量和生成速率，并且不能再现火焰锋面附近N₂O浓度先升高后下降的变化规律；附加NO_x输运方程法对火焰锋面处的NO_x生成位置、生成量和生成速率的计算精度最高，但该模型低估了火焰锋面后方的NO_x生成...     

液体燃料MILD燃烧的特性及其污染物的排放规律

为了探究液体燃料的中低氧稀释(moderate and intense low-oxygen dilution, MILD)燃烧的特性,采用数值模拟方法,分析了MILD燃烧过程中空气与燃料的入口条件对燃烧室烟气回流比、流场结构和污染物排放量的影响规律.研究结果表明：MILD燃烧室内流场结构对燃料与空气的混合起到决定作用;随着当量比的增加,燃烧室温度逐渐升高,CO的排放量逐渐增大,NO_x排放量也随之增大,当量比为0.9时,NO_x排放量达到峰值;随着空气入口速度的增加,燃烧室中心面温度分布均匀,没有明显的局部高温峰值点,NO_x排放量逐渐减小,CO排放量呈先减小、后增大的趋势,空气入口速度为110 m/s时的CO排放量最小;随着燃料入口速度的增大,燃烧室内峰值温度逐渐升高,NO_x排放量逐渐增加,CO排放量呈先减小、后增大的趋势.     

机动车排放因子的隧道测试——以西安市为例

 为深入了解西安市机动车污染物的排放特征, 选取代表性城区隧道进行机动车污染物排放浓度及排放因子的测试实验, 获得了隧道入口和出口的PM_2.5、CO、NO_x、HC 和VOCs 等污染物的质量浓度, 并结合气象数据和交通参数, 计算了各污染物平均排放因子。结果表明:PM_2.5、CO、NO_x、HC 和VOCs 的平均排放因子分别为(0.016±0.005)、(1.097±0.398)、(0.159±0.092)、(0.179±0.089)、(0.317±0.172)g/(km·辆)。不同时段的排放因子存在一定差异, 并且PM_2.5的排放因子显著小于气态污染物。此外, 本次实验测得的排放因子小于国内先前多数研究结果, 这可能与燃料品质、发动机效率、尾气排放控制技术和城市管理水平的提高有关。     

480t/h循环流化床锅炉炉内脱硫系统改造

分析保德神东发电公司135MW CFB锅炉原有炉内脱硫系统脱硫效率达不到设计值且SO2排放超标问题,并以此为基础,提出了脱硫系统改造参数、改造方案并加以实施.脱硫系统改造完成后,在入炉煤含硫量St.ar为0.44％、低位发热量为11.81 MJ/kg的条件下,SO2排放浓度77～82 mg/Nm3,脱硫效率93％,能够满足国家和当地的环保排放要求.     

O2/CO2气氛下燃煤过程中SO2排放特性实验

通过沉降炉对O2/CO2气氛和空气气氛下煤粉燃烧过程中SO2排放特性进行实验,结果表明,随燃料/氧化学当量比的增加,烟气中SO2浓度升高,单位煤生成SO2的量随燃料/氧化学当量比的增加而减少.在实验条件下,不加石灰石时,气氛和温度对SO2的生成无明显影响,SO2的生成量只与煤中含硫量以及煤的种类有关.当煤中加入石灰石后,O2/CO2气氛下SO2的排放量远小于空气气氛下,这主要是因为石灰石在O2/CO2气氛下取得的脱硫效率大大高于空气气氛下的脱硫效率.     

炉内喷钙在循环流化床锅炉的作用

介绍了炉内喷钙系统在循环流化床锅炉上的应用,通过炉内廉价的石灰石脱硫系统,对于含硫量在0.35%以下的煤种基本可以实现达标排放,同时也是最低成本的脱硫运行方式。分析了对于含硫超过0.35%的煤种,投入炉内脱硫后,可以减轻炉后脱硫的压力,实现脱硫系统的低成本运行。得出了炉内脱硫系统在当前环保排放标准下应用于循环流化床锅炉上的成功案例及广泛应用前景。     

天然气径向分级燃烧室低NOx排放的优化研究

为解决天然气径向分级燃烧室NO_x排放超标问题，该文采用数值模拟和试验方法研究了天然气径向分级燃烧室结构改进策略和优化方案，多喷嘴参数匹配关系及部分负荷下NO_x排放的预测关系式。结果表明：改变掺混孔径的达标方案合理可行，得到孔径值44.45 mm和其他性能参数的变化规律；中心喷嘴是决定NO_x排放水平的主要因素；多喷嘴匹配关系的低排放设计准则是喷嘴燃料量相等；改进NO_x排放预测公式准确反映了其部分负荷行为。该研究可为燃烧室后续试验调试和设计改进提供理论依据。     

预测NOx排放的化学反应器网络自动生成方法

计算流体力学-化学反应器网络(computational fluid dynamics-chemical reactor network,CFD-CRN)方法是一种预测燃烧室排放的手段，如何快速构建合理的CRN是一个需要解决的问题。为实现CRN的自动划分、构建和求解，基于Python语言开发了CRN自动生成程序并集成了Cantera求解器；对贫预混燃烧器和微混模型燃烧器的NO_x排放进行预测，并与实验数据对比验证，结果表明：给定划分标准，利用CRN自动生成程序可以读取CFD数据，实现快速有效地构建和求解CRN;利用CFD-CRN方法预测NO_x排放，应考虑散热损失以提高预测准确度；在划分标准合理的前提下，减少CFD计算的网格数和CRN的反应器数量依然能保证NO_x预测精度；同一CRN模版对不同工况有一定的适用性，可以用于预测相近工况的NO_x排放。     

柴油机SCR尿素喷射方式研究

鉴于柴油机选择性催化还原系统尿素喷射特性与氮氧（NO_x）转化效率密切相关,本文搭建SCR系统小样试验台,NO和NH₃作为主要试验用气,研究了不同氨氮比和不同温度条件下V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的氨存储、氨泄漏以及NO_x转化效率的影响.结果表明:氨氮比越大,氨存储量的建立时间越短,NO_x转化效率的提升就越快;氨氮比为0.22时,15 s内NO_x转化效率从0增大到4.3%;当氨氮比为0.30时,15 s内NO_x转化效率从0增大到8.7%;随着氨氮比的增大氨泄漏会提前出现;氨氮比先大后小的喷射方法有利于改善NO_x转化效率.采用氨氮比先大后小的喷射方法,进行ETC标准循环测试,NO_x比排放从8.26 g/（kW·h）减少到1.91 g/（kW·h）,NH₃泄漏均值为5×10-6,峰值为18×10-6,满足国V排放法规要求.      

氢燃料微预混火焰燃烧不稳定性实验研究

该文针对一种自主设计的氢燃料微预混燃烧器，开展了常压下掺氢甲烷燃料微预混火焰燃烧不稳定性实验研究。从纯甲烷到纯氢气，研究了不同氢含量下NO_x排放、动态压力、火焰结构等燃烧特性，结果表明：该预混燃烧器具有较优异的低排放燃烧性能，可适应较宽氢含量燃料并实现稳定燃烧，其中纯氢燃料在绝热火焰温度1 850 K时NO_x不高于5μmol/mol(干基，15%O₂摩尔浓度);在氢含量为10%和20%时，氢燃料微预混火焰出现振荡燃烧现象，且激发更高阶的谐波；在更高氢含量下微混火焰出现高频脉动，但幅值较低。利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)方法对振荡工况进行分析，提取其模态的时间系数和空间分布特征，发现一阶模态都表现为与整体脉动主频相同的体积振荡，二阶模态都表现为轴向脉动，脉动频率是主频的2倍。随着氢含量进一步升高，轴向模态渐渐转变为火焰间相互作用。