水煤浆再燃降低锅炉NOx排放的实验研究

为明确锅炉采用水煤浆再燃技术时的整体NOx控制效果和影响因素,利用神华煤,在0.25 MW沉降炉上,分别以煤粉和水煤浆为再燃燃料,进行了再燃NOx控制实验。结果显示,水煤浆再燃时的脱硝效果优于煤粉;一定范围内,较高的再燃比有利于锅炉整体再燃脱硝;锅炉主燃区宜采用氧化性氛围,此时该处的过量空气系数与脱硝效果呈现二次曲线关系;水煤浆再燃脱硝率与再燃区过量空气系数成反比。实验证实,水煤浆是一种较优的再燃燃料,可被广泛应用,以实现对工业炉NOx排放的有效控制。     

再燃区水煤浆脱硝反应特性的试验研究

为了解水煤浆的再燃脱硝特性，于固定床反应器上，模拟再燃区反应环境，利用组成为O2=4%，CO2=16%，NOx= 400 mL/m3，平衡气Ar的模拟烟气，在反应温度900~1200℃，过量空气系数在0.7~1.1的范围内，研究了水煤浆的再燃脱硝表现和影响因素。试验发现，水煤浆的再燃脱硝能力是煤粉和水综合作用的结果；其脱硝效果与成浆煤种相关，随再燃区过量空气系数的增加而减弱，与再燃区温度成正比，与成浆煤粉粒径和煤浆浓度成反比。试验获得的最高水煤浆脱硝率为64%。优良的脱硝特性揭示水煤浆是一种优质的再燃燃料，具有广阔的再燃应用前景。     

常规煤粉作为再燃燃料的燃料分级燃烧试验研究

引对燃料分级燃烧技术在我国处于发展阶段．目前国内还没有工业应用的成果和经验这一状况，进行了常规煤粉作为再燃燃料的燃料分级燃烧试验研究．其目的是通过试验了解和掌握燃料分级燃烧技术，并为电厂锅炉燃料分级燃烧技术积累经验．华能长兴电厂用常规煤粉(R90=20％)作为再燃燃料进行的燃料分级燃烧试验是以锅炉3层燃烧器下面的2层燃烧器作为主燃区的燃料喷口，通过控制给粉机转速使主燃区的给粉量约80%，最上层燃烧器作为再燃区燃料喷口，再燃区的给粉量约20%，原三次风喷口则作为燃尽风喷口；调整和关闭不同位置的二次风门开度，使锅炉炉膛燃烧形成下面为主燃区（空气过剩系数为1.0）、中间是再燃烧区（空气过剩系数为0.88）和上面为燃尽区（空气过剩系数为1.2）的3个燃烧区段，实现燃料分级燃烧。通过工业试验得到电厂锅炉在现有条件下采用常规煤粉作为再燃燃料可使烟气中NOx排放值降低约20%。     

超细煤粉再燃的模拟计算与试验研究

超细煤粉再燃技术脱氮效率高而运行费用低，是最行之有效的低NOx燃烧技术之一。通过模拟计算与试验方法，对一维热态煤粉炉内煤粉再燃，再燃区温度、过量空气系数、再燃燃料喷射速度和再燃燃料粒度对NOx还原率的影响规律进行了研究。研究结果表明：最佳再燃区温度为1200℃：最佳再燃区过量空气系数为0．9左右；再燃燃料喷射速度越高，NOx还原率越高；再燃燃料越细，对NOx的还原作用越强，最佳再燃燃料粒度为20μm。与常规煤粉再燃相比，以超细煤粉作为再燃燃料，不仅对燃烧效率影响较小，而且对NOx的还原效率也明显提高。     

电站水煤浆锅炉空气分级燃烧技术的试验研究

对某新建670t/h燃用水煤浆锅炉的空气分级燃烧、水煤浆燃尽率以及锅炉结渣等对NOx排放的影响进行了试验研究。结果表明,采用空气分级燃烧技术后,锅炉在530t/h负荷下运行,通过调整过量空气系数和配风方式,锅炉NOx排放量可降至380mg/m3(标准状态,下同);燃烧过量空气系数控制在1.2左右时,通过配风调整可以同时保证低NOx排放量和燃烧稳定、高效;水煤浆的燃尽率和锅炉结渣现象无明显恶化。     

基于空气分级的旋风炉高温喷氨脱硝试验研究

基于空气分级的高温喷氨脱硝技术具有较高的脱硝效率,且无氨逃逸,为实现炉内脱硝提供了新的途径。在某台液态排渣旋风锅炉上开展了空气分级燃烧协同高温喷氨脱硝试验,结果表明:采用分级配风且主燃区过量空气系数为0.8时,NOx生成质量浓度可降低35%;高温喷氨的温度窗口为1 200~1 600 ℃,最佳喷氨点在旋风筒出口,氨氮摩尔比为2.0时脱硝效率达到最大值20%;燃用烟煤的旋风锅炉采用空气分级协同高温喷氨后,NOx排放质量浓度可降低到490 mg/m3。     

通过再燃降低炉膛NO_x技术中再燃燃料制备问题探讨

燃料再燃是降低NOx的一项新技术。其原理是炉膛内已经生成的NOx遇到CHi、未完全燃烧产物CO、C和未完全燃烧中间产物HCN、CNNHi基团时，会被还原为N2。再燃技术实施时，一般将炉膛分为3个燃烧区域：主燃烧区、再燃区和燃尽区。80％左右的燃料进入主燃烧区，在过量空气系数人于1条件下燃烧，生成一定量的NOx。其余20％左右的燃料作为再燃燃料送入再燃区。     

670t/h电站锅炉低NO_x燃烧技术试验研究

对某电厂670 t/h锅炉采用一次风出口燃料分级、下部主燃区空气径向分级和炉膛轴向空气分级技术改造后,通过进行炉膛出口氧量、二次风配风方式、SOFA燃尽风量等对NOx排放浓度的影响规律的优化试验研究,可以大幅度降低NOx排放量。NOx排放浓度由525.3 mg/m3降低到287 mg/m3,脱硝效率达40%以上。     

甲烷先进再燃脱硝特性的实验研究

为了获得高效、低成本的NOx脱除技术,在一管式石英反应器上对使用尿素溶液作为还原剂、甲烷作为再燃燃料的先进再燃过程进行了实验研究,结果表明:①随着再燃区过量空气系数α2的增加,AR过程的最佳脱硝温度(topt)先升高而后再降低,最高温度出现在α2=1.0左右,R=2.0时最佳脱硝温度可高达约1 250℃;②AR最佳脱硝效率在α2=1.13附近达到极大值,即还原剂宜喷入弱氧化性气氛中为合适,R=1.5时最佳脱硝效率即高达约90.7%;③AR过程在取得高脱硝效率的同时可以有效控制尾部的NH3泄漏,相对于NH3而言HNCO需要更高的温度才能促使其消亡;④AR过程的N2O排放只在1～2个实验温度点时才明显出现,同时N2O排放量也相对较低。     

分级燃烧降低煤粉炉NOx排放的化学机理及影响因素

再燃燃料在还原性气氛下对主燃区煤粉燃烧生成的氮氧化物的还原反应中 ,再燃燃料中产生了中间产物氰基、氨基和烃根等起到分解氮氧化物的作用。同一再燃燃料中烃类物质在燃料的贫富气氛中起到完全相反的作用。在实际应用中应使再燃区内处于弱还原性气氛下以保证再燃对降低NOx 生成所起的效果。同时最好采用气体燃料作为再燃燃料 ,并在保证达到NOx 排放水平的前提下尽量选取较高的空气过量系数 ,以同时降低飞灰中的含碳量和减轻高温腐蚀的程度     

低NOx改造方案中煤粉再燃风喷口位置的选择

针对国内某热电公司410 t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,采用常规煤粉做再燃燃料,在额定负荷下分别对原有方案和4种不同再燃风喷口位置的改造方案的炉内燃烧及污染物生成进行数值模拟,选择出最优方案实施改造。结果表明,再燃改造燃烧器区间增大,燃烧器区域容积热负荷qv降低,可以有效降低炉膛最高温度,从而抑制热力型NOx的生成。主燃区低氧燃烧可以抑制NOx的生成,使得进入再燃区具有较低的NOx浓度,还原效果更好。再燃风喷口位置越低,受主燃区的干扰越大,还原效果差;再燃风喷口位置越高,停留时间短,还原效果也差,同时炉膛出口烟温越高,飞灰含碳量也越高;选择合适的再燃风喷口位置,可以取得较好的还原效果。通过采用主燃区低氧燃烧,选择合适的再燃风喷口位置,以及燃尽风的作用,使得改造脱硝率达到47.66%,而且锅炉各参数运行稳定,同时锅炉热效率也略有增加,因此对于灰分较低的易燃尽烟煤来说,实施常规煤粉再燃改造可以获得比较满意的效果。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

超细粉再燃技术中HCN对NO_x的生成和还原的影响

为给出超细粉再燃技术中HCN对NOx生成和还原的影响,对CRF炉中褐煤的常规燃烧和超细粉再燃进行了数值模拟。结果显示,褐煤作为再燃燃料的超细粉再燃技术有效地降低了出口NOx的排放,与常规燃烧相比脱除率达到58.2%～72.52%。再燃区过量空气系数变化的超细粉再燃工况,再燃区中NOx还原率越高,再燃区HCN等其他含氮组分的反应率越高,越有利于降低出口NOx的排放。     

1 000 MW机组锅炉NOx排放浓度与主要运行因数的多元线性回归

以某电厂1 000 MW超超临界双切圆燃烧锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、负荷、燃尽风量、主燃烧区燃烧器风量和配风方式、磨煤机运行组合方式、燃烧器摆角、煤质等因素对锅炉NOx排放影响的试验研究。试验研究结果表明：对于具有先进低NOx燃烧系统的锅炉,煤质因素是NOx排放浓度的主要影响因素之一;运行氧量变化是NOx排放浓度的重要影响因素,随着氧量增加,锅炉NOx排放浓度呈线性增加;负荷也是NOx排放浓度的主要影响因素,其影响的程度取决于负荷和相应的运行氧量水平;而在保持大量燃尽风实现空气分级燃烧的条件下,主燃烧区燃烧器风量和配风方式对NOx排放浓度的影响是微弱的。在此基础上,应用多元线性回归方法,建立了该1 000 MW锅炉NOx排放浓度与主要运行因素的回归经验关系式,该经验关系式可用于该锅炉NOx排放浓度的在线运行控制和预测。     

采用再燃技术降低锅炉Nox排放的工程实践

概述低NOx再燃技术在我国的试验研究及工程应用情况。通过试验台试验和数值模拟计算，并结合现场试验，为改造工程提供了最优化的方案，使工程应用达到了预期效果。将天然气作为再燃剂应用在一台50MW机组锅炉上，取得了NOx排放质量浓度降低44％的效果（天然气体积分数为15．6％）；将细煤粉作为再燃剂应用在一台65t／h煤粉炉上，取得了NOx排放质量浓度降低56．5％效果（再燃燃料质量分数为20％），成功实现了低NOx再燃技术在我国的工程应用。再燃技术的整个系统结构简单、运行操作方便、投资费用和运行成本都相对较低。实践证明，低NOx再燃技术是适应我国国情的高效低NOx燃烧技术，具有一定的应用前景。     

燃煤锅炉低NOx燃烧技术的研究与应用

结合当前国际上燃煤锅炉低NOx燃烧技术研究的主流方向，介绍了空气分段燃烧和气体再燃技术降低NOx排放的原理。对某电厂300MW机组四角切圆燃煤锅炉进行了空气分段低NOx燃烧系统改造，NOx减排效果达42％；对某电厂50MW燃煤锅炉进行石油气再燃实炉改造示范，NOx减排效果可达61％，证实了这两种技术对降低燃煤锅炉NOx排放的有效性。