天然气再燃降低NOx排放的实验研究

在煤粉燃烧的20 kW一维热态实验炉上进行了天然气再燃的实验,通过改变主燃料的种类、再燃区过量空气系数、再燃燃料的组成和再燃区温度等实验工况,以分析再燃时各种因素对煤燃烧过程中NOx生成量的影响规律.研究表明:煤粉中的挥发分含量越高,脱氮效率也越高;再燃区天然气的输入比例越高,主燃区燃烧所生成的NOx在再燃区被还原效果也越显著;再燃区温度不宜过高,否则热力型NOx生成量增多,从而降低了脱氮效率;石油气也可以作为再燃燃料,并且在合理工况下,其再燃效果与天然气作为再燃燃料时的再燃效果差不多,但总体上,天然气略优于石油气.     

天然气再燃过程与排放特性数值研究

应用CFD计算软件FLUENT6.1,对煤粉炉天然气再燃烧过程进行了数值模拟.分析了不同再燃烧工况下,NOx、CO2、CO等污染物的排放量及飞灰含碳量与煤粉炉热效率之间的关系.结果表明,天然气再燃技术能够有效地降低NOx的排放量,且燃料燃烧充分,煤粉炉热效率较高.给出了在保证煤粉炉较高热效率前提下,有效降低NOx排放的天然气再燃量、天然气投射位置以及再燃烧区过量空气系数.NOx排放浓度的计算值与试验值的变化趋势基本保持一致,表明计算方法可用于工程实际.对现有锅炉进行一定的结构改造,通过天然气再燃可达到高效降低NOx排放的目的.     

天然气再燃低NOx技术及其工业试验的系统设计

介绍了天然气再燃低NOx技术基本原理,并且针对四川江油电#炉进行的国内首次"天然气再燃低NOx技术"工业试验的现场条件,依据冷态试验及FLUENT软件的模拟结果,对工业试验方案进行了优化与完善.工业试验的初步结果表明:在燃用劣质煤的切圆煤粉炉上采用前后墙布置天然气喷口及前后墙布置OFA喷口的天然气再燃低NOx技术方案是可行的,NOx排放量至少可减少40%.     

超细煤粉再燃技术降低NOx排放试验

通过试验研究确定了超细煤粉再燃技术中影响NOx排放的主要因素,研究结果表明,对于不同煤种的主燃料,超细煤粉再燃均能起到显著降低NOx排放的作用,脱氮率在50％～70％之间;高挥发分的褐煤、烟煤是较好的再燃燃料;煤粉越细,对NOx的还原性越强,同常规粒度煤粉再燃相比,使用超细煤粉,NOx脱除率增加了10％以上;随着再燃燃料比例的增加,各工况均呈现NOx排放量降低、脱氮率增加的趋势。     

煤制气再燃降低NOx排放的研究

利用煤气化产生的合成气作为气体再燃燃料降低NOx的排放.选取了两种典型的空气气化和纯氧气化的煤制气作为再燃燃料,通过理论分析与数值模拟探讨了再燃区温度、再燃区停留时间及再燃燃料比例等因素对降低NOx排放的影响规律.结果表明,煤制气的再燃脱硝能力,随着温度的升高而加强,在高温时,煤制气的脱硝能力比较强;随着再燃区停留时间的增加而加强;随着再燃量的增加而增强,在相同再燃量的情况下,两种煤制气的还原效果大约相差5%,差距不大.     

喷气再燃降低NOx排放炉内混合状况冷态模拟实验

分析了采用喷气（天然气）再燃技术降低燃煤锅炉NOx排放的基本原理,根据冷态模化原理建立并完善了冷态模拟实验台,用热空气代替天然气喷入炉膛,进行了炉内混合状况的冷态模拟实验研究,根据动量、热量和质量传递过程的相似性,提出了通过测试炉内温度场的均匀性来反映炉内混合状况的方法,并在不同工况下对炉内温度进行了测试,计算出了不同工况下不同截面温度场的均方差,分析了喷射流量和喷嘴位置对炉内混合状况的影响。     

天然气发动机预混室内喷射双氧水排放特性试验

为使天然气更加高效清洁燃烧,进一步降低发动机的污染排放,在三缸燃油发动机改装的天然气发动机上利用雾化喷嘴向预混室内喷射双氧水(H2O2),研究了喷射双氧水对发动机排气温度、动力性能、经济性能及HC、CO、NOx排放特性的影响。结果表明,添加H2O2可降低天然气发动机HC、CO、NOx排放,同时发动机的动力性能和经济性能都有所提高。H2O2可降低发动机燃烧温度但同时增加了氧气浓度,温度和氧气浓度是影响NOx生成量的主要因素。得到了气耗率及污染排放整体效果较好时的天然气与双氧水质量比为4.5～5.8。     

神俯烟煤煤岩组分再燃烧还原NOx的试验研究

再燃烧是一种成熟的低NOx燃烧技术,它是利用燃烧分级,形成还原性分氛,迫使NOx分解。本文从煤岩学的观点,讨论了以神俯烟煤作为再燃燃料的再燃烧。通过试验研究得到神俯煤镜质组对还原NOx有利,是活性组分;丝质组是惰性组分。并讨论了工程应用,提出了当用神俯烟煤作为再燃燃料进行再燃烧时应尺量除去丝质组的结论。     

锅炉脱硝的原理和技术

我国现今的能源结构以煤炭为主,这种大量使用煤炭的方式,还造成了大量的NOX、SO2和CO2排入大气,酸雨日益严重,大气环境不断恶化.随着“西气东输”战略的实施,天然气再燃降低NOX排放成为可能.天然气再燃具有脱硝效果好、价格低廉、适合我国国情等特点,同时因燃料特性不同会使炉膛黑度减小,火焰中心位置降低,水冷壁热有效系数增加,理论燃烧温度上升,给锅炉燃烧特性带来一定影响.     

天然气掺氢发动机性能试验

以台架实验的方法,对发动机燃用天然气(CNG)和天然气掺氢(HCNG)燃料的动力性和排放性能进行了对比研究.结果表明,发动机燃用天然气掺氢燃料能够加快缸内燃烧过程,改善CNG发动机稀燃性能,降低发动机排温.与纯天然气发动机相比,其排放物CO、CO2、HC得到降低,同时NOx排放量增加,但随着过量空气系数的增大,发动机NOx排放大幅减少,得到较优的排放性能.     

采用TG-FTIR联用研究烟煤热解及热解动力学参数的确定

研究煤热解时的组分析出规律对进一步研究低NO燃烧或煤粉再燃时的均相NOx还原反应来说都是非常重要的.采用TG-FTIR实验装置对两种中国烟煤在不同升温速率(10,20,50和80 ℃/min)下的失重及气体释放规律进行了研究,并将实验数据与FG-DVC软件的模拟结果进行了对比.通过对比发现,其中一种烟煤的模拟结果与实验数据比较相符,但另一种烟煤的模拟结果与实验数据偏差较大.偏差主要是由于FG-DVC模型中提供的有关动力学参数不准确所导致.基于FG-DVC模型的假设,官能团热解形成的轻气体产物的释放过程可以用一系列平行独立的单方程模型描述,应用FTIR的实验结果对热解气体组分的动力学参数进行了修正.采用修正后的动力学参数,FG-DVC能更准确的模拟该煤的热解过程.     

氧气对生物质气化气及焦油成分影响的实验研究

生物质气化再燃是生物质能利用的较好方式之一.生物质气化再燃技术中,气化气及焦油的不同组成对再燃效果有所影响.自行设计搭建热功率为10 kW的上吸式生物质气化炉,进行典型生物质燃料木屑的气化实验,通过改变气化剂空气的量,研究氧气对生物质气化气及焦油成分的影响.实验结果表明,氧气量增加,气化气中主要组分的体积含量均有所增加,而焦油中占据主要比重的酚类物质相对含量减少.此研究为生物质气化再燃技术的开发提供一定的理论指导.     

NO_x reduction by coupling combustion with recycling flue gas in iron ore sintering process

A new process called’NOx reduction by coupling combustion with recycling flue gas(RCCRF)’was proposed to decrease NOx emission during the iron ore sintering process.The simulation test of NOx reduction was performed over sintered ore and in the process of coke combustion.Experimentally,NOx reduction was also carried out by sintering pot test.For sintered ore,the amount of NOx emission is reduced by 15wt%-25wt% at 400-550oC using 2.0vol% H2 or 2.0vol% CO,or reduced by 10wt%-30wt% at 560-720oC using 0.15vol% NH3.NOx reduction is around 10wt% by coupling combustion of pyrolysis gas and coke,or around 16wt% by recycling flue gas into coke combustion.By RCCRF,the maximum NOx reduction ratio is about 23wt% in coke combustion experiment and over 40wt% in sintering pot test.     

掺氢对天然气燃烧室燃烧及排放特性影响

天然气混合氢气燃烧可有效降低含碳物质的排放。但掺混氢气会改变燃料性质,进而影响燃烧进程,故有必要对掺氢燃烧进行深入研究。本文主要研究了以混氢天然气为燃料的燃气轮机的燃烧特性和排放特性,采用数值模拟的方法研究不同的掺氢比（H2体积含量0~100%一共6种工况）对GE-10实验型燃气轮机燃烧室燃烧过程的影响。研究结果表明,随着掺氢比的增加,火焰温度上升,燃烧反应区前移。在低掺混比下火焰筒出口处的温度分布随掺氢比增大趋向均匀,当掺氢比超过0.6时,出口处温度分布均匀性大幅下降。此外,混合燃料中氢气成分的增加会导致局部释热量提高,进而导致NOx排放增加,当掺氢比超过0.8时NOx排放量增加的幅度变大。同时,随着掺氢比的提高CO和CO2的排放量显著减少,H2O的生成量显著增加。研究结果将为后续混氢燃烧技术在工业燃气轮机上的应用提供理论指导。     

Pt/Ba/Ce/γ-Al_2O_3催化剂H_2-NSR性能影响因素的试验分析

将改进的溶胶-凝胶法与等体积浸渍法相结合制备了Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3钙钛矿催化剂,研究了其表面性能;采用NOx存储还原循环试验的方法,以氢气为还原剂,研究了还原剂体积分数、还原时间和空速等反应条件,以及以CO2与HC为代表的发动机排气成分对催化剂存储还原特性的影响.结果表明:所制备的Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂具有良好的催化活性及较大的比表面积;在所研究的范围内,不同还原剂体积分数下存在NOx转化率最高的最佳还原时间,而且随着还原剂体积分数增加,最佳还原时间逐渐缩短;还原剂体积分数的增加将会加速NOx的脱附,若还原剂体积分数过高,则会造成部分NOx溢出过快,还原时间不足而引起转化率降低;在7.0×104 h-1的大空速条件下,NOx转化率仍可以保持在86.9%,Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂的空速特性良好;CO2在一定程度上抑制了NOx的存储,影响催化剂的活性,但催化剂容易再生;采用C3H6模拟排气中的HC,其体积分数较低时对H2还原NOx具有抑制作用,当C3H6的体积分数较高时可以促进NOx的还原转化.