生物質摻煤混燒氮析出規(guī)律及再燃脫硝特性試驗研究.pdf

1、我國能源消費以煤為主，大氣污染屬煤煙型。隨著經濟的發(fā)展，燃煤量急劇增加，環(huán)境污染日益嚴重。氮氧化物是燃煤產生的主要污染物之一，近年來氮氧化物排放逐漸受到重視。生物質作為一種清潔能源日益受到各國的極大關注。但是生物質運輸成本高，較難實現對大規(guī)模電廠的長期供應。目前，生物質與煤共燃是利用生物質的主要方式。生物質與煤共燃可以分為不分級燃燒和分級燃燒。不分級共燃可以降低氮氧化物排放，但是對于導致排放降低的原因存在較多觀點。分級燃燒即生物質再燃，

2、具有較高的再燃效率，但是由于生物質具有水分含量高、氯含量高、灰熔點低等特點，對鍋爐操作和運行存在一定負面影響。 本文采用靜態(tài)燃燒實驗系統(tǒng)研究生物質與煤共燃氮氧化物排放特性，分析氮氧化物排放降低的原因，考察爐溫和混合比例等參數對NO排放的影響；采用再燃脫硝實驗臺，進行煤粉、生物質、生物質混合煤粉的再燃試驗，考察生物質與煤混合是否可以作為一種有效的再燃燃料使用，分析生物質與煤混和對還原NO是否具有協(xié)同增效作用，考察溫度、過量空氣系

3、數等因素對再燃還原效果的影響規(guī)律。 在靜態(tài)燃燒實驗臺上對生物質、煤以及生物質與煤混合燃燒過程中NO排放規(guī)律進行了研究。生物質單獨燃燒時，其NO排放曲線為單峰；煤粉單獨燃燒時，不同溫度下表現出不同的趨勢，800℃-1000℃，其NO排放曲線為雙峰，1100℃-1200℃下其NO排放曲線為單峰，峰的下降階段，曲線平緩。生物質與煤混合燃燒時，在800℃與900℃、1000℃與1100℃、1200℃下，NO排放曲線分別呈三峰趨勢、雙峰

4、趨勢和單峰趨勢。當溫度處于800-1200℃時，生物質與煤混合燃燒、煤與生物質單獨燃燒、揮發(fā)分分解燃燒，NO轉化率均隨著溫度的升高先升高后降低，在1000℃時達到最大值。焦炭分解燃燒時NO轉化率隨溫度的升高而降低。與焦炭相比，揮發(fā)分對NO生成的貢獻大，并且隨溫度的升高揮發(fā)分對NO生成的貢獻逐漸增大。與煤相比，生物質的NO轉化率低，生物質摻混煤粉介于摻混的生物質和煤粉之間，隨生物質摻混比例的增大，NO轉化率逐漸降低。生物質與煤混和燃燒時，

5、由于生物質NO轉化率低而對總體NO轉化率起“稀釋” 作用。同時生物質與煤在燃燒過程中相互影響，存在一定的協(xié)同作用降低NO排放，但只在較低溫度800-900℃有較明顯的作用，隨著溫度的升高這種作用越來越弱在再燃脫硝實驗臺上對生物質、煤、以及生物質混煤作再燃燃料的再燃還原效果進行了比較。試驗結果表明，生物質和褐煤再燃還原效果較好，貧煤的再燃還原效果較差，生物質摻混煤粉的再燃還原效果介于摻混的煤和生物質之間。煤與生物質混合作再燃燃料

6、存在協(xié)同增效作用。摻加同一種生物質對揮發(fā)分含量高，灰分中堿金屬含量高的低階煤影響較小，而對揮發(fā)分含量低，灰分堿金屬含量低的高階煤影響較大。同一種煤，摻入灰中金屬氧化物含量高的生物質，對再燃脫硝的催化作用更強。生物質摻混比例較低時，生物質與煤混合再燃主要體現煤的性質；生物質摻混比例較高時，則主要體現生物質的性質。生物質混煤再燃，隨著生物質摻混比例的增加，還原效率提高。當摻混比例小于20％時，還原效率增長緩慢，大于20％后，還原效率增長較快

7、。 通常隨著過量空氣系數的增加，再燃還原NO效率降低。棉稈再燃時，還原效率在過量空氣系數為0.7時達到最佳，麥稈、褐煤等在過量空氣系數為0.6時達到最佳。再燃區(qū)溫度對再燃還原效果的影響較為明顯。高溫有利于再燃還原NO，但是溫度大于1000℃，繼續(xù)升溫對再燃還原效果的提高影響較小。通常再燃燃料粒徑越小，再燃還原效果越好。但是粒徑變化對生物質再燃影響較小，對煤粉再燃影響較大。隨著再燃比的增加，NO的還原效率增大。再燃比從10％增長