煤粉燃燒氮析出規(guī)律及脫硝試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)潛在的煤炭資源和燃煤發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性決定了煤炭在能源消費(fèi)中仍將保持主導(dǎo)地位，由此引起的煤煙型煙霧污染是我國(guó)大氣污染的主要來(lái)源，其中煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物是大氣污染的主要有害物質(zhì)之一。嚴(yán)格控制煤燃燒過(guò)程中污染物的生成與排放，實(shí)現(xiàn)燃煤的高效低污染燃燒，這是目前需要亟待解決的重要課題。雖然目前對(duì)氮析出的研究進(jìn)行的較多，但隨著大型發(fā)電機(jī)組已開(kāi)始燃用兩種或兩種以上的混煤，以及新型燃燒技術(shù)的采用，由此帶來(lái)的污染物排放尚未得到足夠重視，導(dǎo)致鍋爐燃燒效率

2、降低，氮污染物難以控制等問(wèn)題越發(fā)突出，本文結(jié)合以上問(wèn)題對(duì)燃煤氮析出進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。 首先，利用一維火焰燃燒試驗(yàn)平臺(tái)、管式爐靜態(tài)燃燒試驗(yàn)臺(tái)及熱分析系統(tǒng)對(duì)不同煤種燃燒氮析出特性進(jìn)行研究，對(duì)燃燒氮析出的兩種主要產(chǎn)物(NO和NO2)進(jìn)行了檢測(cè)分析，得到了煤質(zhì)特性、燃燒特性以及氮的賦存形態(tài)對(duì)氮析出的影響，一維火焰中氮析出產(chǎn)物的存在形式和分布特點(diǎn)，進(jìn)而分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)煤中氮析出的影響。第一，燃燒氣氛對(duì)煤中氮的析出有重要影響，

3、在一維火焰中，當(dāng)α＜1時(shí)火焰中氮氧化物濃度隨α的變化明顯，α＞1時(shí)隨α增大氮氧化物濃度變化不明顯。靜置燃燒試驗(yàn)表明：在低氧氣氛下氮析出率下降，析出平緩，揮發(fā)分氮與焦氮分階段燃燒，形成“雙峰”結(jié)構(gòu)；在高氧濃度下NO形成單峰結(jié)構(gòu)，氧濃度越高氮析出量越大；在還原性氣氛下，NO生成時(shí)間延遲，NO生成量減少，雙峰有融合的趨勢(shì)，峰寬較空氣氣氛下大；第二，熱分析試驗(yàn)表明：氮氧化物在600℃～800℃的生成帶內(nèi)大量生成，終溫相同、升溫速率大，導(dǎo)致氮析出

4、提前，反之，整個(gè)析出過(guò)程延遲，升溫速率對(duì)氮最終析出率影響不大。氮析出隨煤粉燃燼過(guò)程的變化規(guī)律為：氮析出峰值在煤粉的最大失重率后，煤化程度越低氮析出越提前，氮析出峰值溫度越低；第三，空氣分級(jí)送入對(duì)氮氧化物影響顯著，在本文試驗(yàn)中為兼顧燃燒效率及NO釋放濃度，一、二次風(fēng)比在2∶1時(shí)較為適宜；第四，煤粉越細(xì)，火焰長(zhǎng)度減少，煤中氮以更多的含氮中間產(chǎn)物析出，煤中母氮轉(zhuǎn)化成N2的程度增加，NOx濃度降低。 其次，本文結(jié)合熱重分析對(duì)混煤燃燒氮析

5、出進(jìn)行了研究，由于不同煤階的煤其著火、燃燼時(shí)間不同，氮的賦存形態(tài)以及氮的單相、多相氧化/還原程度、過(guò)程也有一定差別，因此混煤氮析出較復(fù)雜。第一，氮析出一般具有“雙峰”結(jié)構(gòu)，由于混煤在著火及燃燼性能上的變化，導(dǎo)致混煤分階段燃燒，燃燼時(shí)間長(zhǎng)，氮析出峰較寬，混煤中當(dāng)某一組分煤百分比較高時(shí)氮析出便凸現(xiàn)這一單煤的氮析出特性。第二，混煤實(shí)際NO排放濃度基本位于單煤之間，但有一定波動(dòng)，比組分煤加權(quán)平均所得值稍低，當(dāng)混煤比例為1∶1時(shí)，由于出現(xiàn)“搶風(fēng)”

6、導(dǎo)致混煤燃燒工況變差而使氮析出出現(xiàn)波動(dòng)；第三，最佳摻燒比例可以使混煤氮污染物析出最小，摻混不同煤種時(shí)，NO降幅最大的混煤分別為：HT∶LC=1∶3，HT∶OC=1∶3，HT∶HZ=3∶1。 最后，本文結(jié)合氮的析出規(guī)律在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上對(duì)影響SNCR脫硝效率的影響因素進(jìn)行了研究，包括不同還原劑種類、溫度、NSR、煙氣停留時(shí)間對(duì)脫硝的影響。試驗(yàn)結(jié)論表明：液氨與尿素作為還原劑時(shí)，液氨的脫硝效率稍高，溫度窗口的選擇至關(guān)重要，試驗(yàn)中適宜的