煤粉燃烧氮析出规律及脱硝试验研究.pdf

山东大学硕士学位论文煤粉燃烧氮析出规律及脱硝试验研究姓名：刘汉涛申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：王永征20050410摘要我国潜在的煤炭资源和燃煤发电的经济性决定了煤炭在能源消费中仍将保持主导地位由此引起的煤烟型烟雾污染是我国大气污染的主要来源其中煤燃烧产生的氮氧化物是大气污染的主要有害物质之一。严格控制煤燃烧过程中污染物的生成与排放实现燃煤的高效低污染燃烧这是目前需要亟待解决的重要课题。虽然目前对氮析出的研究进行的较多但随着大型发电机组已开始燃用两种或两种以上的混煤以及新型燃烧技术的采用由此带来的污染物排放尚未得到足够重视导致锅炉燃烧效率降低氮污染物难以控制等问题越发突出．本文结合以上问题对燃煤氮析出进行了深入系统的研究．首先利用一维火焰燃烧试验平台、管式炉静态燃烧试验台及热分析系统对不同煤种燃烧氮析出特性进行研究对燃烧氮析出的两种主要产物蚇进行了检测分析得到了煤质特性、燃烧特性以及氮的赋存形态对氮析出的影响一维火焰中氮析出产物的存在形式和分布特点进而分析了结构参数和运行参数对煤中氮析出的影响。第一燃烧气氛对煤中氮的析出有重要影响在一维火焰中当被鹧嬷械Q趸锱ǘ人鎍的变化明显彼鎍增大氮氧化物浓度变化不明显．静置燃烧试验表明：在低氧气氛下氮析出率下降析出平缓挥发分氮与焦氮分阶段燃烧形成“双峰”结构；在高氧浓度下形成单峰结构氧浓度越高氮析出量越大；在还原性气氛下生成时间延迟生成量减少双峰有融合的趋势峰宽较空气气氛下大；第二熟分析试验表明：氮氧化物在妗℃的生成带内大量生成终温相同、升温速率大导致氮析出提前反之整个析出过程延迟升温速率对氮最终析出率影响不大。氮折出随煤粉燃烬过程的变化规律为：氮析出峰值在煤粉的最大失重率后煤化程度越低氮析出越提前氮析出峰值温度越低；第三空气分级送入对氮氧化物影响显著在本文试验中为兼顾燃烧效率及释放浓度一、二次风比在簂时较为适宜；第四煤粉越细火焰长度减少煤中氮以更多的含氮中间产物析出煤中母氮转化成的程度增加ǘ冉档汀其次本文结合热重分析对混煤燃烧氮析出进行了研究由于不同煤阶的煤其着火、燃烬时间不同氮的赋存形态以及氮的单相、多相氧化／还原程度、过程也有一定差别因此混煤氮析出较复杂．第一氮析出一般具有“双峰”结构由于混煤在着火及燃烬性能上的变化导致混煤分阶段燃烧燃烬时间长氮析出峰较宽混煤中当某一组分煤百分比较高时氮析出便凸现这一单煤的氮析出特性。第二混煤实际排放浓度基本位于单煤之间但有一定波动比组分煤山东大学硕士学位论文加权平均所得值稍低当混煤比例为簂时由于出现“抢风”导致混煤燃烧工况交差而使氮析出出现波动；第三最佳掺烧比例可以使混煤氮污染物析出最小掺混不同煤种时降幅最大的混煤分别为：：：琀篛。最后本文结合氮的析出规律在试验研究的基础上对影响脱硝效率的影响因素进行了研究包括不同还原剂种类、温度、⒀唐Ａ羰蔽识酝严的影响。试验结论表明：液氨与尿素作为还原剂时液氨的脱硝效率稍高温度窗的选择至关重要试验中适宜的温度窗为佳比例在．之阿停留时间在左右．针对新型燃烧技术、锅炉高温腐蚀和动力配煤技术等出现的问题对燃煤氮析出规律进行了较详尽全面的研究以期为燃中脱氮、防治高温腐蚀、优化配煤技术等提供必要的理论依据。关键词：煤燃烧氮析出规律混煤热重分析脱硝℃疦的最：：Ⅱ妇餽．甌甌瑆。琣—琋甀．琤縟瑄‘痶瓵甌瑃瑆．琫甌痵．琑猟．琁；。簍瑃．簍山东大学硕士学位论文．甌”．痌．瑃．痙瓼瑃琲