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  • 【论文】 低NO_X煤粉燃烧飞灰漂珠特性的研究

    作者:张洋 关键词:低NO_X燃烧 ; 粉煤灰 ; 漂珠 ; 特性 ; 残碳 机构:东南大学 ; 东南大学 年份:2018
    摘要:漂珠是燃煤电厂粉煤灰的很小但很重要的组成部分。因其多种优异的性能和在新材料领域的潜在应用价值,漂珠的开发和附加值利用一直为国内外相关研究者所关注。但是,近年来我国燃煤电厂为了强化NO_X污染物控制排放,普遍采用深度低NO_X燃烧技术进行改造。与常规锅炉燃烧相比,低NO_X燃烧过程中燃料停留时间、火焰温度和燃烧气氛的显著变化势必会影响煤粉燃烧的成灰过程,因而可能影响漂珠的形成、特性及应用。因此,了解低NO_X煤粉燃烧飞灰漂珠的特性,对于粉煤灰的资源化及高附加值应用是十分重要和必要的。本论文课题以国内的2个电厂的3台低NO_X煤粉燃烧机组的飞灰为原料,采用湿法分选从飞灰中分离漂珠,并应用系统的实验分析方法,对其基础理化特性、熔融特性和残碳的燃烧反应性进行深入的研究和评价。对灰样的基础特性研究表明,尽管飞灰中漂珠质量含量不高,体积含量却可达飞灰总量的近2%。漂珠的粒径范围与飞灰原样基本一致,但尺寸分布则差异明显。漂珠颗粒尺寸较大也较均匀,球形颗粒相对较多。漂珠中粒径小于45?m的珠体占比与原灰样相比相对较小,意味着可能通过粒度进行漂珠的干法分选。所研究的漂珠矿物相组成主要包括玻璃相和莫来石、石英晶体相,但一些漂珠较高的CaO含量对熔体和漂珠形成也可能起重要作用。采用经验方法对漂珠熔融特性的理论分析表明,J电厂两个不同时段飞灰的组成不同但其漂珠的组成却一致,这意味着漂珠颗粒的形成需要一定的组成条件。灰成分中碱性成分含量多有利于煤灰的熔融,因而有利漂珠的生成。T电厂飞灰中的CaO对漂珠的形成具有重要的影响,一定量CaO的参与则可以改变熔融特性包括降低熔融温度、表面张力和粘度而可能形成中空微珠,但CaO含量过高则会导致一些CaO在熔体冷却过程中发生析晶。漂珠SiO_2+Al_2O_3%之和与漂珠含量成一定的正相关性。对漂珠的熔融特性与其成分之间关系的研究表明,漂珠形成需要熔融特性的组合条件,也即取决于灰的主要成分含量的特定组合。在低NO_X燃烧条件下,还原性气氛有利于降低灰熔点从而有利于煤灰颗粒的熔融,但相对较低的燃烧温度不致于导致粘度和表面张力过小,因此有利于漂珠的形成。飞灰中残碳特性研究表明,漂珠中残碳含量整体上不高,灰样中残碳颗粒大部分以单体的形式存在,其部分粒径尺寸相比漂珠直径较大且表面结构较为粗糙、疏松多孔,但也含有一些细小的残碳可能是碳黑颗粒。T电厂两台机组漂珠含碳量的差异表明,深度低氮燃烧显著改变的燃烧条件可能导致生成相对较多的漂珠也导致漂珠飞灰的含碳量高。对漂珠中残碳的燃烧反应性的研究表明,漂珠残碳具有相近的燃烧反应性,由于其反应性在实验室高温煤焦燃烧反应性范围内,因此,有利于采用燃烧氧化方式去除漂珠中的残碳。鉴于T电厂两台机组的低氮燃烧程度不同,主要表现之一是燃烧火焰温度的差异,但漂珠残碳反应性接近意味着温度差异对焦燃烧时的失活影响不大,说明低NOx燃烧影响漂珠生成和漂珠含碳量主要是气氛因素,而温度的影响相对小。
  • 【期刊】 联合脱除SO2和 NOx的烟气治理技术研究

    刊名:《石化技术》 作者:初建 关键词:NOx ; SO2 ; 烟气治理 机构:中国新型建材设计研究院 ; 中国新型建材设计研究院 年份:2016
    摘要:本文针对联合脱除SO2和 NOx的烟气治理技术进行分析与研究,以期为我国可持续发展贡献力量。
  • 【期刊】 超临界塔式炉燃尽风对NOx生成的影响

    刊名:《动力工程学报》 作者:李剑宁 ; 熊显巍 ; 施鸿飞 关键词:NOx ; 超临界塔式炉 ; 燃尽风率 ; 数值模拟 机构:上海发电设备成套设计研究院 ; 上海发电设备成套设计研究院 年份:2016
    摘要:以某670MW超临界塔式炉锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况为基准模型,对八角单切圆煤粉炉的分级燃烧进行数值模拟,研究了不同燃尽风率下NOx的生成及分布特性,分析了NOx的排放规律,并与现场实际运行测试数据进行比较.结果表明:当燃尽风率由0.040增大至0.207时,炉内峰值温度降低80K,出口NOx质量浓度从535mg/m3降低到373mg/m3,说明燃尽风率变化对NOx的影响较大;综合比较O2质量分数和温度,实际运行中燃尽风率不宜超过0.2.
  • 【期刊】 高温富燃料区喷氨还原NOx的实验研究

    刊名:动力工程学报 作者:岳朴杰 ; 张健 ; 张忠孝 ; 毕德贵 ; 纪新强 ; 付振华 ; 白昊 关键词:NOx ; 高温 ; 富燃料区 ; 氨氮物质的量比 ; 过量空气系数 机构:上海理工大学环境与建筑学院 ; 上海理工大学环境与建筑学院 年份:2018
    摘要:利用一维管式电加热沉降炉实验装置,以尿素溶液为氨基还原剂(简称氨剂),探讨了NOx的还原机理,分析不同过量空气系数ASR、氨氮物质的量比BNSR和温度T等反应条件下氨剂对NOx还原效果的影响。结果表明:实验温度条件下,随着ASR的减小,NOx质量浓度降低;当ASR≤0.95时,NOx质量浓度随着BNSR的增加而降低,当BNSR〉2时,NOx质量浓度降低速度变缓;在低ASR条件下,高温更有利于NOx质量浓度的降低;当ASR=1.2时,不同温度下NOx质量浓度均随着BNSR的增加而快速升高。
  • 【期刊】 炉内NO_x生成与飞灰含碳平衡控制

    刊名:机电信息 作者:刘兴芳 ; 阳斌 ; 王文科 ; 向若琳 关键词:超超临界直流炉 ; ∏型布置 ; 飞灰含碳 ; NOx生成 ; 燃烧控制系统 ; 改造 机构:华能安源发电有限责任公司 ; 华能安源发电有限责任公司 年份:2018
    摘要:某厂660 MW超超临界机组锅炉,投产后飞灰含碳、炉内NO_x生成均不理想。经燃烧控制系统部分改造,飞灰含碳及炉内NO_x生成实现了在线自动控制,调控效果理想。
  • 【期刊】 联合脱除SO_2和NO_x的烟气治理技术研究

    刊名:石化技术 作者:初建 关键词:NOx ; SO2 ; 烟气治理 机构:中国新型建材设计研究院 ; 中国新型建材设计研究院 年份:2016
    摘要:本文针对联合脱除SO_2和NO_x的烟气治理技术进行分析与研究,以期为我国可持续发展贡献力量。
  • 【论文】 贫煤低NO_x旋流燃烧器的试验及模拟研究

    作者:尚天坤 关键词:旋流燃烧器 ; 贫煤 ; 低NO_x 机构:清华大学 ; 清华大学 年份:2016
    摘要:贫煤由于挥发份含量较低,存在着火和燃尽困难,NO_x排放较高等问题,而在燃煤电站锅炉超低排放改造中,低NO_x燃烧技术是首选的成本低廉的NO_x控制技术,因此,贫煤低NO_x燃烧是目前煤粉低氮燃烧控制的一个重要研究方向。本文利用数值模拟(CFD)和试验两者结合的方法,对山西某电厂燃烧器燃用贫煤后出现的燃尽率低,NO_x排放较高(约为750 mg/Nm3(折合6%O2浓度))等问题进行研究。并在此基础上针对燃用贫煤的旋流煤粉燃烧器进行优化设计和现场运行测试。本文首先对原型旋流燃烧器进行了冷态试验及数值模拟,结果显示,虽然燃烧器出口四周存在稳定的环形回流区,但用于稳燃的中心回流区较小,为了进一步分析造成贫煤燃烧稳定性和NO_x生成,本文利用哈尔滨锅炉有限责任公司30MW试验台和清华大学平焰燃烧器,分别对原型燃烧器进行热态试验以及贫煤挥发份析出动力学进行研究,在此基础上对数值模拟和计算模型进行验证。结果显示炉膛出口O2浓度为7.67%,NO_x排放为932 mg/Nm3(折合6%O2浓度),燃烧数值模拟结果表明燃烧器喷口附近无稳定的回流区,从而导致煤粉点火稳燃性能较差。随后,本文利用数值模拟对原型燃烧器进行了结构优化,分别针对中心风、一次风、内外二次风、浓淡分离器位置、稳燃齿等结构参数进行了CFD模拟优化,使得燃烧器喷口附近形成稳定的中心回流区,回流流量较大,着火距离适中,从而保证煤粉的稳燃着火。结果显示,对于本文所研究的旋流燃烧器,稳燃齿可以减小扩展角,对NO_x的生成有促进作用;内浓外淡的煤粉气流NO_x排放较低,能够形成稳定的中心回流区;内二次风旋流强度影响较为复杂,对回流区及着火距离的影响不是单一的;外二次风旋流强度增大,回流量增大而着火距离减小,有利于煤粉着火,对NO_x排放有减小作用;整体旋流强度越大,煤粉的着火距离越小,扩展角越大最后利用冷态试验和现场试验,对优化后燃烧器运行结果进行验证,结果表明该优化方案满足电厂要求,实现了优化前的期望,煤粉能够稳燃着火,并降低NO_x至450 mg/Nm3以下。
  • 【论文】 基于过程数据的电厂NO_x预测建模及应用

    作者:步红丽 关键词:脱硝系统 ; 氮氧化物排放 ; 软测量 ; 过程数据建模 ; 预测精度 机构:华北电力大学 ; 华北电力大学 年份:2018
    摘要:我国的能源结构煤炭为主,致使我国主要电力生产仍然是火力发电。但是依靠火电厂发电存在一个重要问题就是环境污染,烟气排放中的NO_x、SO_x等污染物会危害生态环境以及人体健康。最新《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的修订,是通过综合空气质量模型系统Models-3/CMAQ对环境影响进行预测评估,进而得出的。自2014年7月1日起,重点区域,燃煤锅炉烟尘排放中NO_x限值为100mg/Nm~3,为火力发电的节能减排提出更高的要求。当前,国内外通过改进锅炉燃烧技术、有催化炉内喷氨水、无催化炉内喷氨水、这三个方面来控制电厂NO_x排放,本文从第二、三方面着手研究。工业上应用最广的脱硝技术为选择性催化还原(SCR),通过烟气中的NO_x在催化剂的作用下与氨水发生化学反应,使NO_x分解成水蒸气和氮气分子(N_2),两者都是大气中的惰性气体,以此脱硝达到了保护环境的目的。然而,在现有资金和技术的限制下很难获得准确、快速的参数,软测量技术能很好地解决这一问题,即选择一些容易测量的变量,通过构造某种数学关系进行预测估计。基于过程机理与基于过程数据的建模为软测量建模的两大类,由于电厂运行机理复杂,无法明确其机理,这时就要基于过程数据建立软测量模型,即从输入数据中提取有用信息,进而构造辅助变量与因变量间的数学关系。本文在学习传统统计回归的方法和基于人工智能机器学习的方法的基础上,通过学习总结其不足,提出了新软测量预测模型,混SPSS-PSO-SVM模型对电厂NO_x排放预测,统计软件SPSS的引入能较为直观的观测和分析变量间的关联,并通过因子分析计算主成分矩阵,以降低输入变量的维数和消除相关性。以某600MW电站锅炉采集数据为运行对象,通过PLS去除与因变量相关小的量,再用SPSS的主成分提取来达到消除变量间相关的目的,最后将主成分矩阵作为输入变量,通过MATLAB对PSO-SVM模型进行仿真,目的是为了预测锅炉出口的NO_x含量,进而通过脱硝技术防止其造成不利影响。
  • 【期刊】 进气组分对低速船机NO_x排放的影响

    刊名:燃烧科学与技术 作者:刘海峰 ; 张慧祥 ; 王浒 ; 邹宪 关键词:二冲程船用柴油机 ; NO_x排放 ; 废气再循环 ; 进气加湿 ; 喷油时刻 机构:天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室 ; 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室 年份:2017
    摘要:使用多维数值模拟方法,研究了采用废气再循环、进气加湿耦合喷油策略改善低速二冲程船机NO_x-ISFC(指示燃油消耗率)折衷关系的潜力.研究表明,EGR的稀释效应和热效应是降低缸内燃烧温度的主要原因,但稀释效应使得氧浓度降低,从而使得燃烧速率降低,燃烧持续期加长,导致油耗恶化;进气加湿引入量小,因而稀释效应的作用较小,大比例加湿的热效应作用较强是降低缸内燃烧温度的主要原因,而且少量的进气加湿对缸内燃烧过程和油耗影响较小.结果表明,EGR率为30%,,进气加湿量与喷油量的比值为1.5,喷油时刻为上止点后1°,CA,可在略微牺牲经济性的前提下,将NO_x降低90.5%,,满足TierⅢ排放法规的要求.
  • 【期刊】 电站锅炉煤耗与NO_x排放混合建模与优化

    刊名:石油化工自动化 作者:刘硕 ; 齐咏生 ; 王林 ; 高学金 ; 王普 关键词:电站锅炉 ; 自适应模糊神经网络 ; 飞灰含碳质量分数 ; 煤耗 ; 氮氧化物 机构:内蒙古工业大学电力学院 ; 内蒙古工业大学电力学院 ; 北京工业大学电控学院 年份:2016
    摘要:降低电站锅炉煤耗和污染物排放对于节约能源和保护环境具有重要意义。针对电站面临的高煤耗、高污染现状,提出了基于BP和ANFIS的电站锅炉混合建模方法,并根据电站节能与环保相协调的要求,提出以煤耗和NOx排放为目标的多目标优化问题。基于此模型和优化目标,采用遗传算法(GA)对试验工况进行寻优。应用某电厂锅炉实际运行数据进行了仿真试验,结果表明:通过优化算法得到的最优运行参数,能同时满足降低煤耗和降低污染物排放的要求,从而实现电站节能减排的优化目标。
  • 【期刊】 海水烟气脱硫工艺吸收塔中NOx作用探讨

    刊名:电力科技与环保 作者:刘翠梅 ; 温伟英 ; 何清溪 ; 张穗 关键词:海水烟气脱硫 ; 催化剂 机构:中国科学院南海海洋研究所 ; 中国科学院南海海洋研究所 年份:2017
    摘要:根据海水烟气脱硫国家示范工程海洋环境影响研究项目的检测结果,对海水烟气脱硫工艺相关问题进行探讨.提出烟气中NOx对脱硫过程起着促进作用,且NO作为催化剂参与脱硫过程这一新观点;据此对海水烟气脱硫的工艺和设备设计思想提出建议.
  • 【期刊】 富氧燃烧条件下燃煤NO_x排放的实验研究

    刊名:《环境工程学报》 作者:王勇 ; 黄晓宏 ; 卢兴 ; 柳朝晖 关键词:NOx ; 富氧燃烧 ; 贡献率 机构:华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 ; 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 年份:2016
    摘要:以神华(SH)烟煤和晋城(JC)无烟煤为研究对象,利用一维沉降炉(DTF)开展了煤粉在O_2/N_2、O_2/Ar、O_2/CO_2和O_2/RFG 4种气氛下燃烧时的NO_x排放特性实验,研究了温度和氧浓度对NO_x排放特性的影响,探讨了富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的各个因素的贡献率的变化。结果表明:温度上升会导致燃料氮向NO_x的转化率增大;氧浓度的上升同样会导致转化率的增加,SH烟煤由于挥发分含量较大,受氧浓度影响较大;定量分析结果表明,富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的主要因素是循环NO_x的还原,占整体的50%以上;其次是高浓度CO_2气氛对NO_x的还原,约占20%~30%;而热力型和快速型NO_x的缺失对降低NO_x排放的贡献率不及20%。温度的上升对JC无烟煤各因素贡献率有较大影响;氧浓度的增加会导致SH烟煤各因素贡献率有明显变化。
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