部分气化煤制气再燃低NOx燃烧技术气化方案探讨

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1、上海电力2009年第1期部分气化煤制气再燃低NOx燃烧技术气化方案探讨江鸿，金晶，刘瑞，姜江，于新娜(上海理工大学动力学院，上海200093)摘要：燃料分级燃烧技术可以使NO的排放量降低5O～8O％，而且设备简单、容易实施、运行费用较低，是很有发展前途的低NOx燃烧技术之一。针对我国现有电厂大多以烧煤为主，文章介绍了煤粉部分气化煤制气再燃降低NOx排放技术，从提高再燃区内还原NO的效果角度考虑，气体作为再燃燃料更为合适。研究了该技术的气化方案，分别对气化剂的种类、气化温度、气化压力、气化炉型的选择做了分析。在获得低NOx排放的同时，解决气体燃料供应不足的障碍

2、。关键词：燃烧；再燃；气化；煤制气，N0中图分类号：TQ547．7文献标识码：B课题来源：国家“863”计划课题(2007AA052340)烟气脱氮法能大幅度地把NO排放量降低度快。而煤粉分级燃烧不仅有挥发分的均相还原到50mg／Nm。(标准状态)以下，因而受到发达国机理，还有煤焦的异相还原机理，而且在燃尽时间家的青睐，被大规模的工业应用。但由于它们都方面相对天然气再燃要长一些。是对燃烧后的烟气进行处理，均需要额外的设备国外的研究与实际运行表明，煤粉分级燃烧及场地，初投资和运行费用昂贵，所以在我国的推技术仍存在着某些弊端，由于燃料在炉内停留时广使用受到一定的

3、限制。间相对缩短，造成NO的还原率低、飞灰含碳量在众多的低NO燃烧技术中，燃料分级燃烧增加、锅炉燃烧效率下降等一系列问题，对于低挥技术不但可以使NO的排放量降低5o～发性煤种，这种情况尤为突出，因此，这一技术的8O％，而且设备简单、容易实施、运行费用较低，是应用受到一定的限制。粒度减小给烟气的除尘带很有发展前途的低N0燃烧技术之一，其NO来压力的问题。的最终排放量可减少5O～8O。根据燃料分为了利用电厂的现有资源，通过再燃技术实级燃烧的原理，再燃区的还原性气氛中最利于现NOx排放的高效控制，提出了煤粉部分气化煤NO还原的成分是烃，因此，选择二次燃料时应制气再

4、燃降低NO排放技术，即利用部分气化煤采用能在燃烧时产生大量烃根的物质。天然气、制气作为气体再燃燃料降低NO的排放。原理油和煤等碳氢化合物都可以作为再燃燃料，但从图如图1所示，气化炉上部出来的煤制气通过专提高再燃区内还原NO的效果角度考虑，气体作用管道通人气体再燃燃烧器燃气喷口，气化炉下为再燃燃料更为合适。这是因为燃料分级燃烧在部出来的半焦通过煤粉管道送入一次风喷口燃炉膛内需要三级燃烧区，这使得再燃燃料在炉内烧。按目前价格其设备投资约5O元／kW，是的停留时间缩短，所以二次燃料最好选用易于燃SCR投资的1／2左右，运行成本略有增加。NO烧的气体燃料。但这要求有

5、稳定的天然气气源，排放可以控制在200mg／m。以内。该技术主要因此只能在有条件的电厂实施。的创新之处在于：(1)煤粉气化技术与再燃低NO燃烧技术的1气体再燃低NOx燃烧技术集成创新。我国现有电厂大多以烧煤为主，煤粉作为再(2)部分气化煤制气再燃低NO燃烧系统在燃燃料与以天然气作为再燃燃料不同，天然气分获得低NO排放的同时，充分利用煤碳资源解决级燃烧为单纯的气体均相还原机理，并且燃尽速了我国大部分地区气体燃料供应不足的障碍，广一68一2009年第1期上海电力分冲淡作用。因此对于本课题来说，纯氧气化并OFA不占优势。根据对三菱气化炉和Shell气化炉研究的结再

6、燃气体喷口果，在不考虑空分的情况下，气化炉容量相同时，三菱空气气化炉投资比Shell氧气气化炉投资约少15，若再考虑空分的投资和运行维护费用，则空气气化炉的经济优势更明显Ⅱ。就初投资这一环节来说，采用空气气化有着绝对的优势。综上所叙，空气气化在初投资，热损，以及产气气氛上有着绝对优势，相对于纯氧气化的碳转换率高等优势对于本课题并不明显，所以本文选择空气作为气化剂。图1邵分气化煤制气再燃低NOx燃烧系统不意图3气化温度的选定泛地推广气体再燃低NO先进燃烧技术。从化学反应动力学推出的最佳气化温度约在(3)弥补碳转化率较低的情况，将未燃的煤焦1300℃左右。太高的

7、气化温度会使氧量消耗大送入燃烧器中进行燃烧，解决为满足固态排渣气增，而且过剩的热量以粗煤气显热的形式排出，回化工艺需求，而导致较低的碳化率的现象。收这部分显热往往是非常困难的，这就会造成热2气化剂的选定效率的降低，造成能量浪费。另外通过前期的工作知道H。对于NOx的采用氧气和水蒸汽做为气化剂其优点在于气还原效果要优于CO，比CH差，但对于气化出口化反应温度高，可以实现液态排渣，可以提高碳转的CH含量极少_2]，因此此前主要目标在于提换率，单炉生产能力强。产生的煤气不含氮气，热高出口粗煤气的H百分比。值高。但出口煤气温度很高，显热热损失大，不利于煤制气作为再燃

8、燃料进行输送，对于煤制气气化过程中，水蒸气分解反应，