煤粉再燃降低氮氧化物排放的试验研究

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1、煤粉再燃降低氮氧化物排放的试验研究随着人们对NOx的危害认识逐步加深，酸雨、全球气候变化及臭氧层破坏问题日益引起各国政府的关注，控制NOx排放的各种技术逐渐推出。工业发达国家正在制定越来越严格的NOx排放标准，促使生产部门去开发、寻找并利用新技术，降低NOx排放，以适应新的更严格的污染物排放标准。为了控制燃烧装置排放的NOx对生态环境的危害，国外从50年代起就开始了燃烧过程中NOx生成机理和控制方法的研究。到70年代末和80年代，低NOx燃烧技术的研究和开发达到高潮，涌现了一大批降低NOx排放的实用技术。控制NOx排放的技术措施按作用位置可分为两大类：第一类

2、称为炉内脱氮，其特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程来降低NOx的排放。这类措施主要有：低NOx燃烧器17、低氧燃烧"呵、空气分级"I、燃料再燃汩⑹、烟气再循环“個及炉膛喷射脱氮问等；另一类是所谓的尾部脱氮，又称为烟气净化技术^⑹，其特征是把尾部烟气中已经生成的NOx还原,从而降低NOx的排放量。属于这类措施的有选择性催化还原法(SCR)以及非催化还原法(SNCR)技术。在两大类技术中，SCR、SNCR法能大幅度地把NOx排放量降低到200以下，但存在设备昂贵、运行费用高的问题；而炉内脱氮措施与尾部脱氮相比，它具有应用广泛、简单、经济而且比较有效等优点，而且

3、对于即使因为排放标准的原因采用烟气脱氮的机组来说，炉内脱氮的实施，也可以降低烟气脱氮的成本。因此，根据我国还是一个发展中国家、经济实力还不是很雄厚等的国情，在今后相当长的一段时期内，我国更适合发展具有投资少、效果也比较显著的炉内脱氮技术。分析各种炉内脱氮技术可知，燃料再燃(即燃料分级燃烧)是最有效的降低NOx的炉内脱氮措施，它可以使NO*降低达到50%,远远超过其它低NOx燃烧技术，它是低NOx技术中正在发展的很有前途的一种方法。本文将对超细粉再燃过程中诸多因素对NOx排放及燃烬率的影响进行试验研究和理论分析，并得出影响参数的最佳范围，为超细粉再燃降低NOx

4、排放打下理论基础，为超细粉再燃技术的工业应用提供理论依据。1实验设备图1为整个实验系统的示意图。整个实验台可分为炉膛本体、热风系统、主燃系统、再燃系统、冷却风系统、点火燃油系统、监控系统等。39SSSSSSSH1、送风机2、电加热誥3、主给料装置4、主燃烧誥5、二次风6、冷却风7、再燃给料装逬8、燃烬风9、除尘器10、引风机11、烟囱图1实验系统不意图1-1实验煤样试验选取了5种煤样，2种褐煤（HM）、2种烟煤（YM）和1种贫煤（PM）。表1是各煤样的工业分析及元素分析数据"表1试验煤种的元素分析及工业分析数据HMlHM2YMlYM2PM工M(ld(%)1.

5、811.651.813.022.13业A(i(i(%)51.0147.8416.5424.401&17分匕八％）22.0421.9129.3426.90&57析FC“八%)24.9428.6052.3145.68"71.13Cad(%)35.0739.0666.8157.5172.24元Had(%)2.752.744.243.602.48小％（%）分1.491.921.580.881.75S(ul(%)0.510.490.550.780.33tnOw(%)7.366.308.479.812.90Qnetfad(5g)142781588423587228452

6、73632实验结果及分析2.1煤种影响图2给出了煤种对于NOx排放的影响。由图可以看出，在其他条件基本相同的情况下,褐煤（HM1、HM2）、烟煤（YM1、YM2）的NOx排放量差别不大，而贫煤（PM）的NOx排放量则高出3O-5Opp/77左右。煤种对于NOx的影响是多方面的。由于煤种的不同，煤中挥发份含量、氮含量等均有不同程度的差异，这些差异很大程度上导致了NOx生成量的不同；通常，挥发份含量、氮含量高的煤种生成的NOx也相对较多。而图中所示挥发份含量较低的PM的NOx析出量却比褐煤、烟煤多，原因分析如下：我们试验中所用的燃烧器的结构为旋流二次风燃烧器，中

7、间为直流一次风，外侧为旋流二次风。运行时一次风含粉气流喷入炉膛后，在高温回流烟气的加热下首先着火燃烧。随后二次风逐步加入参与燃烧，起到了空气分级燃烧的效果。因此，对于挥发份含量多的褐煤和烟煤，虽然初始NOx生成量较多，但由于挥发份的析出产生了大量的中间产物（NHs和HCN）,NOx被还原的量也多，表现为总体的NOx排放量小于贫煤的NOx排放量。图2煤种对一维炉NOx排放量的影响趋势比较HM1和HM2的试验结果，我们可以看出，在其他条件相似的情况下，N含量直接影响着NOx的排放，具体表现为：含N量越高，NOx排放量也越高。这里HM1的N含量（也）为1.49,H

8、M2为1.92,而NOx释放量HM2比HM1平均高了