洁净煤燃烧技术研究上课讲义.ppt

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1、洁净煤燃烧技术研究前言我国是世界耗煤第一大国，主要用于火力发电燃煤锅炉，由于大部分火电厂未对燃煤排气中的SO2、NOX采取措施脱除，因此造成对环境的污染越来越严重。根据成煤条件，中国煤炭的特点是高硫、高灰分且难洗选煤的比重较大，灰分小于15%的煤约占40%，原煤的平均灰分含量为28%左右。硫分小于1%的低硫煤约占56.4%左右，约8.2%的原煤含硫量高于2%，35.4%的原煤含硫量在1~2%;且随着煤矿开采深度的增加，原煤中的含硫量会大幅度增加。氮氧化物和SO2排放量随装机容量的增长呈上升的趋势。前言目前主要有两类方式对燃煤排放气体中的

2、SO2、NOX进行处理。一类是在炉内通过燃烧技术的改进，降低SO2、NOX排放量，这种技术主要应用于常规燃煤发电厂，称之为煤清洁发电技术。目前已有商业应用。煤的清洁发电技术主要有：循环流化床燃烧技术（CFBC）、增压流化床燃烧联合循环技术（PFBC－CC）、整体煤气化蒸汽－燃气联合循环技术（IGCC）。另一类是在炉后，尾部烟气中进行脱硫脱硝。采用的主要的技术和方法主要有：1．湿法烟气脱硫技术、2．旋转喷雾半干烟气脱硫技术、3．炉内喷钙尾部增湿脱硫技术、4．电子束照射法、5．磷铵肥法、6．活性焦法等，统称为脱硫（脱硝）技术。什么是洁净煤燃

3、烧技术洁净煤利用技术包括从煤炭开发到利用的所有技术领域，其基本领域包括煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染物及CO2排放控制、固体废弃物处理和利用。洁净煤燃烧技术是洁净煤利用技术中的一个重要内容，旨在煤的燃烧过程中提高效率、减少污染物排放，达到煤的高效、清洁利用。煤粉高效燃烧技术与低NOx燃烧技术互为矛盾的两种技术降低NOx生成与排放根本在于控制燃烧区域的温度不能太高，但低温燃烧又影响煤粉的燃烧率，协调好这两项技术的应用使之达到综合最佳效果是目的，实际上就要求对煤粉燃烧的全过程加以控制。既能够保证煤粉着火的稳定性，又有较低的燃烧温度，同时

4、有足够长的并在一定温度下的燃烧时间保证燃烬。第一节粉煤燃烧粉煤粒径：50-100um燃烧效率：96%-99.5%粉煤燃烧过程：1、粉煤气流着火2、粉煤气流燃烧3、粉煤气流燃尽4、粉煤燃烧结渣粉煤气流着火粉煤炉安全经济运行的重要条件；不同煤种具有不同的着火温度，见表9-1；着火热：粉煤达到着火温度所需要的热量，与着火温度、灰分、水分和一次风量有关；着火热越小，着火越容易；一次风量尽量小，满足挥发份烧尽即可；一次风速率：r1=Vdaf/100一次风温度：400℃左右粉煤气流燃烧粉煤燃烧的条件：足够高的炉温；二次风适时与粉煤混合，过早混合不利

5、于着火；过晚混合影响燃烧进程；组织好燃烧区的空气动力场,促使粉煤与空气的强烈混合；粉煤气流燃尽燃尽率越高，燃烧效率越高；图9-1，火焰温度随火焰长度越来越小，燃尽率随火焰长度越来越大，但增加幅度较小；炉膛上部燃尽缓慢的原因：1、该区炉温度低；2、氧气浓度低；3、氧气穿过焦炭外层灰壳的扩散阻力增大。提高燃尽率措施：炉膛空间足够大；火焰长度足够长；燃尽时间足够长粉煤燃烧结渣燃烧区温度1400-1500℃什么是结渣？结渣带来的危害：结渣的影响因素：灰渣性质、壁面情况、炉膛温度场、烟气介质性质、气流冲刷壁面的情况等；爆炸粉煤燃烧器按出口气流特性

6、分类：旋流式和直流式；旋流燃烧器：同轴旋流射流和直流加旋流射流组合；直流燃烧器：直流射流和直流射流组；旋流燃烧器特点？直流燃烧器特点？出口气流旋转，中心出现回流区，可卷吸炉膛内高温烟气，有利于稳定着火；出口气流扰动强烈，早期混合强烈，后期混合弱，射程短，火焰粗短。四角布置射流管，切于炉膛中心形成圆形的空气动力场；直流气流衰减较慢，后期混合强烈直流粉煤燃烧器一、SGR型隔离烟气再循环直流燃烧器特点：一次风喷嘴上下各设再循环烟气，二次风喷嘴距离一次风喷嘴较远；二、PM型污染最小化直流燃烧器特点：利用弯头的惯性分离作用，把一次风分成上下浓淡两

7、股气流（富燃料和贫燃料），同时采用烟气再循环和炉内整体分级燃烧技术；直流粉煤燃烧器三、欧洲ABB-CE公司利用一次风弯头的惯性分离作用，在弯头出口中间设置有孔隔板，将煤粉气流分成上浓下淡两段气流，形成上下浓淡煤粉燃烧器，并在喷口处装有轴向距离可调整的V型钝体，通过合理组织二次风，同时达到了稳定、高效、低NOx排放的燃烧效果；工业应用的旋流粉煤燃烧器FW公司利用旋风子使进入主燃烧器的一次风浓度增加，并降低一次风速以保证煤粉气流着火稳定性，并控制NOx的生成量；B&W公司的PAX型旋流煤粉燃烧器；日本IHI公司的宽调解范围旋流煤粉燃烧器；德

8、国斯坦米勒公司多级分级供风旋流燃烧器；上述这些工业产品均能够保证NOx排放在400mg/Nm3以下，并具有较高燃烧效率。目前国外正在开发的低NOx燃烧技术可以控制NOx生成量是在200mg/Nm3左右，已达