城市污泥与煤混烧过程中Nox和N2O的排放特性

在热输入为0.2 MW的循环流化床试验台上进行了城市污泥与煤的混烧试验,着重研究了污泥/煤掺混质量比、空气过剩系数、二次风率等因素对NOx及N2O排放的影响.研究表明,随着污泥掺烧比例的增大,流化床密相区和稀相区的温度明显下降,烟气中NO和NO2的质量浓度均呈下降趋势,而N2O的质量浓度则明显上升;随着空气过剩系数的增加,NOx和N2O的排放质量浓度均呈增加趋势;在空气过剩系数保持不变的条件下,随着二次风率的增加,密相区的还原性气氛增强,NOx和N2O的排放质量浓度呈下降趋势.     

流化床燃烧中N2O生成机理与减排技术

循环流化床(CFB)由于煤种适应性好、负荷调节能力强、污染物排放低等优点近些年获得越来越广泛的应用,然而N_2O排放浓度较高成为制约循环流化床应用的一大因素,因此对N_2O的生成机理以及影响因素进行调研、总结N_2O的减排措施是十分必要的。本文探讨了在循环流化床燃煤中N_2O的生成机理,并对煤的各项性质、床温、过量空气系数等影响N_2O排放的因素进行分析,从各类影响因素出发对现有的N_2O减排技术进行归纳总结,最后对反向分级、混燃生物质及CFB解耦燃烧技术进行了前景展望。     

国外生物质发电技术研究进展

概述了生物质与煤混烧技术在国内外的应用现状,列举了欧洲几家煤粉炉和循环流化床生物质与煤混烧发电实例,指出生物质与煤混合燃烧是一种综合利用生物质能和煤炭资源并同时降低污染排放的新型燃烧方式,其大规模应用对我国发展生物质与煤混烧发电具有指导意义。     

煤燃烧过程中吡啶型氮迁徙规律的实验研究

为了解煤燃烧过程中NOx的生成机理,选用纯净杂环化合物吡啶作为煤中氮元素有机形态的模型化合物,对其热解及氧化规律进行实验研究.红外光谱仪分析结果表明:吡啶杂环在750℃时开始裂解;在850℃时腈类物质生成量最大;高温下含氮产物几乎全部以HCN的形式存在;N2O主要由腈类物质转化而成;从氧气的摩尔比等于6 0开始,随着氧气量的增加,N2O的生成量急剧增加.在缺氧状态下,高浓度CO造成的还原气氛使NOx生成受到很大程度的抑制.当温度高于850℃时,N2O向NO、NO2转化,当温度大于1000℃时,N2O全部转变为NO、NO2.NO、NO2主要由HCN裂解转化而成.     

热解及燃烧过程中燃料氮的N2转化特性

利用气相色谱设备实验研究了国内4种煤在热解及燃烧过程中煤中燃料氮向N2的转化特性.研究结果表明:在煤的热解过程中,燃料氮能够转化为N2,煤种不同,N2的转化率也不同;神木煤氮的N2转化率最高,焦作煤最低;随热解温度的升高,燃料氮的N2转化率升高;在煤燃烧过程中,燃料氮同样能够转化为对环境无害的N2,转化率同样与温度有关且随着温度的升高而增加,但当燃烧温度达到1 100℃时,除神木煤外,其他煤中燃料氮的N2转化率均有明显下降;无论是热解还是燃烧,所研究煤中的矿物质均能够促进燃料氮向N2的转化;无论脱灰与否,低温燃烧时燃料氮的N2转化率远比低温热解时高,但在1 100℃下的热解与燃烧时,N2转化率与煤种有关.     

O2/CO2气氛下燃煤过程中NOx排放特性实验研究

利用沉降炉在O2/CO2和O2/N2气氛下对煤粉燃烧过程中NOx排放特性进行实验,研究了不同停留时间、燃料/氧化学当量比、温度等因素对燃煤过程中NOx的排放特性的影响,并对2种燃烧方式下NOx的排放特性进行对比.结果表明:在O2/CO2气氛下NOx的生成量远远低于空气气氛下NOx的生成量,其主要原因是在O2/CO2气氛中高CO2质量浓度导致气氛中生成较高含量的CO,从而在未燃烧碳表面发生NO/CO/Char的反应,促进了NO还原为N2;O2/CO2气氛中没有N2,避免了热力型NOx和快速型NOx的生成;约80%的再循环烟气致使NOx的停留时间大为增加,即延长了NOx的还原反应时间,从而降低了NOx的排放.     

循环流化床锅炉煤燃烧效率研究

人们已经认识到飞灰含碳量是燃煤循环流化床锅炉的重要问题．它影响了燃烧损失和锅炉效率．在循环流化床实验台上对六种煤的燃烧进行了研究,与燃用相同煤种的循环流化床锅炉的结果比较,并与热重分析(TGA)数据关联,结果表明,飞灰含碳量不仅受运行参数如床温、过量空气系数、配风情况、床存量及床质量的影响,而且受煤特性影响,煤本身的反应活性是最主要的．利用热重分析(TGA)数据可以预测该燃料在循环流化床锅炉燃烧时的飞灰含碳量。     

O2/CO2气氛下混煤燃烧过程中NOx排放特性

在滴管炉上对无烟煤、烟煤及其混煤在O2/CO2气氛下燃烧时的NOx排放特性进行了研究,重点分析了燃烧气氛、温度、氧浓度、掺混比例等对NOx排放浓度及氮转化率的影响.实验结果表明,较之O2/N2气氛下,无烟煤与烟煤在O2/CO2气氛下混烧时NO排放浓度平均低大约12%;随O2体积分数增加,NO排放浓度仅小幅增加;随混煤中无烟煤所占比例的增加,NO排放浓度先减小后增加,当无烟煤/烟煤比例为1:1时,其达到最小值;混煤的氮转化率随混煤中无烟煤比例的增加而逐渐减小.混煤的氮转化率与掺混比例有较大的关联,但并非简单的线性关系.     

滴管炉中煤粉燃烧NO_x生成量的实验研究

在滴管炉中对１２ 种煤进行了热解实验和燃烧实验．研究了煤中的氮在热解过程中生成的中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 与煤种的关系，煤的成分以及中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 对煤燃烧中ＮＯｘ 生成量的影响．并提出了用ＶｒＮｆφ（ＨＣＮ）／φ（ＮＨ３） 的值作为预测指数来预测不同煤种在燃烧中的ＮＯｘ 生成量．     

造纸废弃物与煤循环流化床混烧特性研究

将生产瓦楞纸板的造纸工艺废弃物包括造纸污泥和制程废渣与煤相混在循环流化床中焚烧,具有燃烧稳定、燃尽率高和污染物排放低等优点,是一种理想的处理方式.在一座密相区截面积为0.23 m×0.23 m、高度为7 m的循环流化床燃烧试验装置上首次进行了高水分、低热值造纸污泥/废渣与煤混烧的系统性试验研究.结果表明:随二次风率增加,密相区温度略有下降,稀相区温度有所降低,燃烧效率提高;随空气过剩系数增大,密相区温度升高,稀相区温度起先上升然后下降,存在一个最佳值,其所对应的燃烧效率最高;随废弃物掺混质量比增大,炉膛温度普遍下降,燃烧效率相应降低.研究结果为一台蒸发量为45 t/h的造纸废弃物与煤混烧焚烧锅炉的优化设计和成功投运提供了可靠依据.     

生物质燃料与煤混燃时NO_x/N_2O排放的研究

为寻找一种能够有效抑制流化床中NOx和N2O排放的途径．在一个实验室规模的小型鼓泡流化床上进行了生物质燃料（木屑）与煤混燃的研究．结果表明：木屑与煤混燃可以有效地降低NOx和N2O的排放,并且还发现,对NOx和N2O的削减能力与混合比例有关．掺入木屑的比例越大,削减的程度越强,但随温度的升高．削减程度有所下降．对木屑与煤混燃能降低NOx／N2O排放的原因进行了讨论．     

流化床中NO,N_2O的来源及影响因素

简要地介绍了流化床中NO,N_2O的来源,以实验室规模进行了N_2O随床温变化的排放规律及沿炉膛高度的N_2O分布规律的试验研究,并对取样技术进行了研究.     

煤层燃过程中热解气燃烧氮氧化物排放实验

我国大气中的氮氧化物污染日益严重,燃煤是大气中氮氧化物的主要来源之一。为研究燃煤过程中氮氧化物的排放规律,设计了双层固定床反应器,对煤燃烧产生的热解气和焦炭的燃烧情况分别进行研究。利用实验研究分析煤燃烧时煤中氮元素的分配、热解气析出特性及热解气燃烧时的氮氧化物排放规律。结果表明:煤热解过程中进入热解气和留在焦炭内的N分别为38%和62%。实验结果为分析煤炭层燃过程中NOx排放规律奠定了基础。     

流化床加氧烟气循环时NOx,N2O和SO2的排放特性

用流化床燃烧煤炭已能有效地控制二氧化硫的排放,而对现已成为主要的污染物之一的氮氧化物的控制却不成熟。本文在烟气循环并加入纯氧的条件下,研究氮氧化物和二氧化硫的排放特性,实验结果表明,能有效地控制其排放。     

柴油机燃用天然气制油的氮氧化物排放特性

以一台轿车用直喷式柴油机为试验样机,分别燃用五种不同天然气制油(GTL)掺混比例的混合燃油.研究其总的NO2排放,以及NO,NO2,N2O等氮氧化物主要组分的排放特性.结果表明,各GTL混合燃油的NOx排放曲线形态较为接近,低负荷时差异较小,随负荷增加,排放差异增大.NOx排放以NO和NO2为主,各GTL混合燃油的NO排放随着负荷上升而增加,NO在总NO2排放中始终占有最高比例.NO2排放也占有相当比例,在低负荷和高负荷均较低,中间负荷最高,大负荷高温不利于NO2的生成.N2O排放量极低,在低负荷时有一定生成量,中高负荷N2O排放几乎为零,缸内高温不利于N2O排放的生成.随GTL混合比的提高,NOx和NO排放降幅增大,NO2排放有所增加,但总体幅度不大.     

燃煤流化床中CaO催化还原N2O机理研究

应用热失重与傅立叶红外光谱联用仪研究了CaO在流化床燃煤气氛下对N2O的分解还原机理。实验结果表明CaO的催化作用使N2O浓度降低的初始温度由1150K降低至1050K;在CO的作用下N2O降低的初始温度由1050K降低至1000K。对实际流化床燃煤过程中CaO的作用分析认为,CaO对N2O的催化分解能力与煤的含硫量密切相关;它与HCN的气固反应减少了产生N2O的来源以及CaO对N2O的多相催化反应是降低N2O的主要原因之一。     

流化床煤燃烧N_2O，SO_x及NO_x的消减

在一台循环流化床实验台上，研究了石灰石脱硫过程中Ｎ_２Ｏ／ＳＯ_ｘ／ＮＯ_ｘ浓度的变化，并在空床上进行了再燃烧法脱除Ｎ２Ｏ的实验，结果表明，石灰石脱硫会使ＮＯｘ少量增加，再燃烧法可以在不增加ＮＯｘ的同时使Ｎ_２Ｏ大大降低；再燃燃料的挥发分含量越高，Ｎ２Ｏ的消减率越高；气体停留时间越长，Ｎ２Ｏ的分解率越高；低氧量对再燃烧法消减Ｎ２Ｏ有利     

流化床燃烧工况下N_2O生成机理的试验研究

在一个小型固定床反应器上对流化床煤燃烧温度下Ｎ＿２Ｏ均相和多相生成机理进行了试验研究。研究表明，ＮＨ＿３氧化形成的Ｎ＿２Ｏ量很少，其主要产物是ＮＯ，当增加Ｏ＿２浓度时，Ｎ＿２Ｏ略有增加，在９５０℃左右时，Ｎ＿２Ｏ量最大，而在８８０℃时，ＮＯ量最大。焦炭直接燃烧能形成一定量的Ｎ＿２Ｏ，ＮＯ能在焦炭表面还原成Ｎ＿２Ｏ，氧化性气氛下，焦炭的还原能力降低。最后，对煤焦生成Ｎ＿２Ｏ的多相反应机理进行了讨论。