超细化煤粉再燃低 NOx 技.ppt

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1、超细化煤粉再燃低NOx技术简介及初步研究方案哈尔滨工业大学能源科学与工程学院HarbinInstituteofTechnologySchoolofEnergyScienceandEngineering2002.4.20主　要　内容研究背景技术思想初步拟定的研究内容沉降炉试验方案设计前期工作遇到的问题一、研究背景煤粉燃烧产生的氮氧化物（NOX）是大气污染的主要污染源之一，随着环保要求的不断提高，电站锅炉必须采用低NOx排放技术。目前控制NOX排放的措施大致分为两类：烟气脱氮技术，脱除烟气中的NOX；低NOX燃烧技术（炉内脱氮

2、技术），通过各种技术手段控制燃烧，来抑制或还原生成的NOX，降低NOX排放。烟气脱氮技术初投资巨大、运行费用高，相当一段时间内，我国控制火电机组的NOX排放只能以低NOX燃烧技术为主。目前国内低NOX燃烧技术主要是低过量空气系数、空气分级燃烧技术和浓淡燃烧技术，可使NOx排放减小10%-30%，燃用烟煤、褐煤时可以达到现行的国家排放标准，但是燃用低挥发分的无烟煤、贫煤和劣质烟煤时还远不能达标。这是因为：燃用低挥发分煤种时，考虑着火稳定及燃尽，组织燃烧时需要保证炉内的燃烧温度、在高温区提供足够的氧、增加煤粉在高温区的停留时间等

3、措施强化燃烧，都将NOX生成量增加。从煤种本身特性看，煤粉挥发分低，着火初期氧富裕，易于NOX生成，同时低挥发分煤种燃烧过程中产生的HCN、CHi和NH3等基团量少，即使在还原气氛中分解NOX效果有限，低挥发分煤种煤焦的比表面积小，也不利于NOX还原。低NOX燃烧技术存在的问题ReburnZoneα<1PrimarycombustionZoneα>1ReburningFuelPrimarycoal+AirSecondaryairBurnoutairBurnoutZoneα>1FluegasFigure1Schematicdi

4、agramofreburning再燃低NOX燃烧技术又称为燃料分级或炉内还原（IFNR）技术，它是近二十年发展起来的一种很有前途的低NOX技术，其原理示意图见图１。再燃低NOX燃烧技术可以大幅度降低NOX排放，一般情况下可以使NOX排放浓度降低50%以上再燃技术可以保证燃料燃烧初期的良好燃烧条件，可以解决其他低NOX燃烧技术在燃用低挥发分煤种效果较差的问题。再燃低NOX燃烧技术再燃技术研究及应用现状国内外的研究者对天然气、煤粉、焦炉煤气、生物质燃料、水煤浆等不同燃料作为再燃燃料还原NOx机理和燃料特性、主燃区化学当量比、再燃

5、区化学当量比、再燃燃料比例、再燃区温度和再燃区停留时间等因素对NOx再燃的影响及NOx再燃的数值模拟进行了研究。研究（尤其是NOx再燃的数值模拟）主要针对天然气再燃。早在1980年日本三菱公司就将再燃技术应用于实际锅炉，NOx排放减少50%以上，美国能源部的“洁净煤技术”计划也包括再燃技术，其示范项目分别采用煤或天然气作为再燃燃料，NOx排放减少30%到70%。在日本、美国、欧洲再燃技术大量应用于新建电站锅炉和已有电站锅炉改造，在商业运行中取得良好的环境效益和经济效益。国外应用再燃技术大多以天然气为再燃燃料，天然气着火、燃尽

6、特性好，同时本身含氮量低，燃烧后产生较多的CHi离子团，有利于再燃区NOx的还原。但我国的大多数电厂没有稳定的天然气资源，天然气再燃技术初始投资和运行成本较高，很难推广。采用煤粉作为再燃燃料将为再燃低NOx技术在我国的应用创造条件，但煤粉的反应性较差，再燃煤粉在炉膛的停留时间相对较短，再燃区较低的烟气温度和还原性气氛也不利于再燃燃料的着火和燃尽。作为再燃燃料的煤粉未完全燃烧损失较大。再燃区不易形成还原气氛，同时煤粉再燃生成的CHi、HCN、HN3等还原NOx的基团又较少，不利于NOx的还原。煤粉再燃技术遇到的问题二、技术思想

7、超细化的概念粉体加工技术中一般指将物料粉碎到10微米以下为超细化。本课题指的超细化煤粉是相对于常规粒度煤粉而言，初步定为20微米以下。有关研究表明煤粉的粒度减小到一定程度其物理特性、燃烧特性、污染物排放特性将发生很大变化，在确定煤粉粒度时还要考虑煤粉制备设备的特性，因此煤粉超细化的界定有待进一步研究。超细化煤粉再燃低NOx技术思想及依据超细化煤粉再燃低NOx技术将再燃燃料的煤粉进行超细化处理，随着煤粉粒径减小，煤粉颗粒着火初期的升温速率增加，比表面积的大量增加，使颗粒燃烧特性及污染物排放特性有明显的改善，煤粉着火提前，也更易

8、燃尽。超细化降低了再燃煤粉的不完全燃烧损失，同时超细化煤粉燃烧初期比常规粒度煤粉更易形成还原气氛，还原气氛下NOx还原反应加强，超细化后煤粉比表面积的增加也使焦炭还原NOx的异相反应加强。超细化煤粉着火的提前还增加了再燃煤粉在还原区的停留时间，这些因素都将提高煤粉再燃还原NOx的效率。三、