浮法玻璃熔窑火焰空间重油与石油焦共燃的数值模拟

针对重油与石油焦共燃的浮法玻璃窑火焰空间建立模型进行了数值模拟,其中对气相采用k-ε模型,对液相和颗粒相采用离散相模型,对燃料的燃烧过程采用非预混燃烧模型,对辐射过程采用DO模型,模拟结果与实际工程数据相吻合.研究结果表明:两种燃料能很好地共燃,所产生的高温区连成一片,其中重油燃烧速度更快,很快就着火燃烧产生高温区,且高温区覆盖的长度更长;而石油焦的着火时间则稍滞后于重油,且燃烧状况有待进一步改善;在重油着火阶段,因不完全燃烧生成了大量CO,因而产生了相对更少的NOx,而在燃料快速反应阶段,因重油燃烧得更为充分,从而生成了比石油焦燃烧时更多的NOx.     

重油与石油焦的混合试验和应用

文章通过试验,在多种燃料的混合使用中,选择出重油与石油焦混合作为燃料,并在保证燃烧质量和不影响产品质量的前提下,确定出适合的混合比例,将重油与石油焦粉按比例混合成为符合硅酸盐行业生产技术要求的混合油。该混合油应用到实际生产工艺中,经过经济核算,一年可节省成本约3000万元,创造了良好的经济效益。     

烧天然气和烧油玻璃熔窑在结构和操作方法上的差别

欧洲玻璃熔窑用的燃料主要是重油,但天然气正在逐渐取代重油。本文说明了烧油和烧天然气时燃料和助燃空气的混合过程,介绍了计算火焰辐射传热的公式。附表列举美国和荷兰天然气的成分,以及它们与重油相比的一些主要燃烧参数,说明烧油和烧天然气时的空气量、废气量,燃烧效率等都有所区别。火焰黑度(或亮度)对辐射效率影响也很大。烧油火焰中每标升含炭黑8毫克,天然气火焰含3毫克;烧油火焰中发光部分占O.795,不发光部分占0.104,天然气火焰中发光部分占     

煤、油页岩和石油焦混烧特性及其动力学

为了充分利用劣质燃料油页岩和难以利用的高硫石油焦,以煤、劣质燃料油页岩及高硫燃料石油焦的混合燃料为研究对象,采用热重-差热的试验方法和差减微分法,对其混烧特性曲线和混烧特性机理进行分析,计算出试样各种燃烧特性参数及燃烧动力学参数。结果表明:煤、油页岩、石油焦的质量比为1∶6∶3的混烧试样S7的DTG曲线先后出现挥发分的析出着火燃烧峰和剩余固定碳的着火燃烧峰;煤、油页岩、石油焦的质量比为6∶3∶1的混烧试样S4的可燃特性指数及着火特性指数均大于油页岩及石油焦的值,而且混合试样的燃尽指数均大于煤及石油焦的值,同时,混合样品的综合燃烧特性指数均大于油页岩的值;试样S4的活化能最小,该混合试样的燃烧反应最容易进行。只要煤、油页岩及石油焦混合比例适当,其混合燃烧特性将优于油页岩及石油焦单独的燃烧特性。     

浮法玻璃窑炉石油焦粉全富氧燃烧探讨分析

以石油焦粉取代重油或天然气作为玻璃生产的燃料,降低成本的同时也会带来一系列问题,从而提出石油焦粉全富氧燃烧思路,取消蓄热室和小炉,并对浮法玻璃窑炉石油焦粉全富氧燃烧进行理论与经济效益分析,认为浮法玻璃窑炉石油焦粉全富氧燃烧技术是可行的。     

水泥窑系统中无烟煤和石油焦的燃烧

4 回转窑内的点火与燃烧经验表明,如果回转窑配备带有能调节燃烧火焰合适装置的现代化燃烧器,则烧石油焦和无烟煤是不成问题的。燃烧器的主要作用是保持理想的火焰长度和形成合适的气流形式。只要所供煤粉的细度足以保证其燃尽时间短于燃料与助燃空气的混合时间,则火焰长度取决于混合速率。     

石油焦与煤混烧特性及动力学

以石油焦与煤的混合燃料为研究对象,采用TG—DTG—DSC联用实验技术对混合试样进行了燃烧热重实验。分析了混烧特性曲线,计算了各个燃烧特性指数,并采用差减微分法Freeman—Carroll计算了燃烧反应动力学参数。结果表明：各混合试样均只出现一个位于高温区段的DTG曲线峰和方向向下的DSC曲线的热量释放峰,混合试样的燃烧过程主要是高温阶段焦炭的着火燃烧过程;混合试样s2,S3及S5热量释放相对较少且不集中,燃烧时间长且不完全;混合试样S4及S6的热量释放集中且时间短,燃烧释放的热量相对较多;烟煤含量最多的混合试样s6的着火特性、燃尽特性指数及综合燃烧特性参数均高于其它混合试样以及石油焦的各个相应值,且试样s6的可燃特性指数也大于石油焦的可燃特性指数;混合试样活化能均小于石油焦燃烧的活化能,混合试样比石油焦更易着火燃烧;只要石油焦与煤的混合比例适当,石油焦掺烧烟煤后的燃烧特性优于石油焦单独燃烧特性,此为解决石油焦难以单独燃烧利用提供了方法。     

裂解炉NOx抑制技术

概述了NOx的生成机理及影响因素,介绍了当前裂解炉在燃料燃烧前后及过程中的NOx抑制技术,如燃料预处理、烟气脱硝、降低火焰温度、燃烧分级、烟气再循环等。通过经济合理地运用这些技术,可满足裂解炉的工艺和环保要求。     

浮法玻璃燃料与余热利用

介绍了浮法玻璃各种燃料的选择与应用,通过对使用重油、煤焦油、天然气、石油焦粉等四种燃料比较,重油在操作、熔窑寿命和玻璃质量上均占优势,四种燃料单位玻璃熔化热耗依次增加,但单位成本依次降低,尤其是石油焦粉成本降低幅度最大。使用先进的余热利用技术,可使玻璃的单位能耗大幅降低,且四种燃料差距逐步减少,能达到或接近国际先进水平。玻璃企业可按照成本的要求选择合适的燃料,有效地实现节能减排,提高企业的经济效益。     

石油焦燃烧脱硫对NOx排放的影响

引　言石油焦是石油加工中获得的高沸点碳氢化合物经焦化后得到的最终产物 .由于石油焦中的硫和重金属含量高 ,大多不适合作要求较高的化工和冶金工业的原料 ,只能作为燃料使用 .美国Nisco热电厂 4 10t·h- 1纯烧石油焦循环床锅炉[1,2 ] 的成功运行证明了循环流化床锅炉燃烧石油焦技术是先进和可靠的 ,经济上是可行的 .采用循环流化床锅炉燃烧石油焦是今后石化企业解决石油焦出路的较好途径 .由于石油焦中硫含量较高 ,一般燃烧石油焦都采用石灰石作为脱硫剂来脱硫 ,控制SO2 的排放 .石油焦燃烧污染物主要包括SO2 和NOx,也包括N2 O ,其排…     

水煤浆MILD燃烧数值模拟研究

为解决水煤浆常规燃烧存在的运行稳定性差等问题,以IFRF炉为研究对象,采用数值模拟方法尝试对水煤浆燃料进行了MILD燃烧研究。结果表明,在燃料输入功率不变的条件下,水煤浆MILD燃烧相对于常规旋流燃烧,流场的回流区域更大,烟气循环更加强烈,整体的炉膛温度更低,分布更加均匀,峰值温度最高降低了227 K,燃烧反应速率更慢,燃烧反应区面积存在区域更大,整个炉膛基本处于低氧氛围下,尾部烟气中的NO_x排放降低了50%以上。此外,水煤浆浓度的改变对炉膛流场几乎没有影响,但可以降低炉膛整体温度以及尾部烟气中NO_x排放。     

石油焦粉在玻璃熔窑直接燃烧代替重油的适用性分析

在玻璃企业能源成本由于燃油成本的增加而不断上涨的形势下,通过讨论石油焦在玻璃熔窑上的适用性,提出了石油焦在玻璃熔窑中代替重油的可能性,并针对实际应用提出采用石油焦高温空气燃烧或富氧燃烧解决其难以点燃和燃尽的问题,采用多种脱硫技术相结合的方式来处理石油焦应用于玻璃熔窑所产生的硫氧化物,同时指出玻璃企业采用石油焦替油不能一拥而上,应根据石油焦资源分布、供应来决定是否进行玻璃熔窑替油改造。     

配风方式对燃煤锅炉掺烧污泥影响的数值模拟研究

燃煤耦合污泥发电技术研究主要聚焦在掺混比等条件的影响,而主燃区过量空气系数等因素的影响规律尚不清晰。鉴于此,采用涡耗散模型对600 MW四角切圆煤粉锅炉掺烧市政污泥进行数值模拟研究,分析了污泥掺混比例、主燃区过量空气系数以及二次风配风方式对燃煤锅炉内污泥掺混燃烧及NOx生成的影响。结果表明:随着污泥掺混比增加,炉膛整体温度下降,影响燃烧稳定性,同时炉膛出口NOx浓度有所降低。当污泥掺混比例增长至20%,炉膛出口温度约下降100 K,NOx浓度减少53.2%。而污泥掺混比例对于炉膛内速度场分布影响较小。随着主燃区过量空气系数由0.72增加至0.96,炉膛出口温度增幅较小,仅增加15 K左右,而NOx浓度则大幅增长,由174.39 mg/m3增长至352.09 mg/m3,约增长50.4%。在本文过量空气系数范围内,考虑温度和NOx浓度,推荐主燃区过量空气系数0.84。不同二次风配风对燃煤锅炉掺烧污泥影响差异较大。5种配风方式下,炉膛出口温度和NOx浓度有较大变化。鼓腰配风下炉膛出口温度最低,为1 289 K,而倒塔配风温度最高,为1 341 K。同时鼓腰配风下NOx浓度较高,为207.77 mg/m3,束腰配风NOx浓度较低,为156.42mg/m3。综合温度和NOx浓度,本文二次风配风推荐采用束腰配风方式。     

两段式滴管内烟煤富氧空气分级燃烧NOx排放特性研究

随着我国对大气污染物排放监管力度的日益严格,NOx控制技术已广泛应用于工业生产的各个领域。作为一种直接、简便的NOx排放控制技术,富氧空气燃烧技术已经出现在燃气锅炉和内燃发动机等行业,然而在燃煤锅炉行业中却鲜有应用。为了验证富氧空气燃烧技术在煤粉工业锅炉中的NOx减排效果,笔者以神府烟煤作为燃料,利用两段式滴管炉试验系统模拟煤粉在锅炉内燃烧的实际情况,采用热态试验方法,研究了烟煤富氧空气分级燃烧的NOx排放特性,并与单级供风、空气分级燃烧2种燃烧方式下的NOx排放情况进行对比。考察了主燃区温度、二次风配比(以主燃区过量氧气系数表示)、二次风氧浓度等关键因素对NOx排放的影响。结果表明:富氧空气分级燃烧的NOx排放显著低于单级供风燃烧,同时也低于空气分级燃烧的NOx排放。主燃区温度为1 300~1 500℃时,富氧空气分级燃烧的NOx排放减少比例比分级配风燃烧提高了6~12个百分点;富氧空气分级燃烧条件下,随主燃区温度升高,煤粉燃烧更加充分,燃料中N元素分解成NHi、HCN等大量中间产物,使主燃区气氛的还原性增强,被还原的NOx比例增加。因此,NOx排放降低且NOx排放减少比例呈现上升趋势;富氧空气分级燃烧的二次风配比对NOx排放具有显著影响,随着主燃区过量氧气系数的升高,NOx排放均呈现先降低后升高的趋势。因此存在最佳二次风配比,使NOx排放浓度最低。主燃区温度为1 300℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.58;主燃区温度为1 500℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.55;在主燃区过量空气系数给定的条件下,提高二次风氧浓度可以延长煤粉颗粒在主燃区的停留时间,并在煤粉颗粒表面形成局部富氧环境,促进煤粉充分燃烧,从而增强主燃区气氛的还原性,降低NOx的生成。因此,当二次风氧浓度为21%~31%时,NOx排放随二次风氧含量的升高而降低。随着二次风氧浓度的逐渐升高,NOx排放的降低趋势逐渐放缓。     

Pulverized coal combustion characteristics of high-fuel-ratio coals

It is strongly desired for coal-fired power plants in Japan to utilize not only low-rank coals with high moisture and high ash contents, but also high-rank coals with high fuel ratio for diversifying fuel sources and lowering cost. In this study, pulverized coal combustion characteristics of high-fuel-ratio coals are experimentally investigated using an approximately 100 kg-coal/h pulverized coal combustion test furnace. The combustion characteristics are compared to those for bituminous coal. The coals tested are six kinds of coal with fuel ratios ranging from 1.46 to 7.10. The results show that under the non-staged combustion condition, the minimum burner load for stable combustion rises as fuel ratio increases. To improve the stability, it is effective to lengthen the residence time of coal particles in the high gas temperature region close to the burner outlet by using a recirculation flow. The conversion ratio of fuel nitrogen to NOx and unburned carbon fraction increases with increasing the fuel ratio. In addition, as the fuel ratio increases, NOx reduction owing to the staged combustion becomes small, and unburned carbon fraction increment becomes significant. The numerical simulations conducted under the staged combustion condition show that although the numerical results are in general agreement with the experimental ones, there remains room for improvement in NOx reduction model for high-fuel-ratio coals.     

低NOx工业燃气燃烧技术研究进展

随着环保政策对工业炉NOx排放的限制越来越严格,需要开发新型低NOx燃烧器,以对现有加热炉进行改造。本文介绍了燃气燃烧过程中NOx的形成机理,综述了燃料分级（再燃）燃烧、旋流燃烧、脉动供燃料燃烧、富氧燃烧以及温和与深度低氧稀释（MILD）燃烧等几种新型低NOx燃烧技术。结合石化管式加热炉结构和管内流体的特点指出：在不对现有炉子整体结构做改造的情况下通过设计新型结构的燃料分级燃烧器能够减少加热炉NOx的排放;旋流技术能够强化反应物的混合与燃烧过程,然而其对NOx生成量的影响尚需进一步研究;MILD燃烧技术在体积热强度高的加热炉上较容易实现。多种低NOx燃烧技术组合使用会取得比单一措施更好的效果。     

载体孔道密度对天然气催化燃烧的影响

制备了不同载体孔道密度的Pd/γ-Al_2O_3和六铝酸盐蜂窝催化剂,在自行设计的催化燃烧实验装置上进行了天然气催化燃烧实验。考察了载体孔道密度、空燃比和燃气流量对催化燃烧效果的影响。结果表明,载体孔道密度影响孔道内壁面反应和气相反应变化以及燃烧流体孔道内的流动及燃烧过程的传热传质,当载体孔道密度为200目时,流速减小,加强了气流与壁面上的浓度边界层中反应物质的交换,温度峰值增大,HC排放少;载体孔道密度为400目,气相反应减少,不会产生局部高温区,NO_x排放小。空燃比影响催化反应炉内各床层轴心温度以及炉内温度峰值的出现位置。随着燃气流量的增加,温度随之上升,1200℃以上时会产生较多的NO_x。     

Low NOx heavy fuel oil combustion with high temperature air

For an industrial-scale test furnace, the development and investigation of a heavy-oil-fired burner in a highly preheated air combustion system are discussed. The 1200 °C highly preheated combustion air was achieved by burners equipped with regenerators in high-cycle reciprocal firing. It was observed that the high-cycle reciprocal firing enhanced convective heat transfer to the furnace wall. Reduction of nitric oxide emissions was achieved by fuel directly injected into furnace (F2 mode) and mixed with combustion products. In previous studies of natural gas combustion in reciprocal firing, two injectors located at the burner quarl have been utilized to achieve low nitric oxide combustion. In this study, reduction of nitric oxide was investigated using single or paired atomizers located in the upper and lower position of burner quarl. It was found that buoyant forces were important for the mixing of fuel oil with high temperature air and for the resultant nitric oxide emission. Nitric oxide emission was found to be low with the paired atomizers in the F2 firing mode. Nitric oxide emission can be further reduced by use of a single atomizer rather than using paired atomizers.