生物质掺煤混烧氮析出规律及再燃脱硝特性试验研究.pdf

山东大学硕士学位论文生物质掺煤混烧氮析出规律及再燃脱硝特性试验研究姓名：徐向乾申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：路春美20080420摘要我国能源消费以煤为主，大气污染属煤烟型。随着经济的发展，燃煤量急剧是生物质运输成本高，较难实现对大规模电厂的长期供应。目前，生物质与煤共规律进行了研究。生物质单独燃烧时，其NO排放曲线为单峰；煤粉单独燃烧时，．1200℃下其NO排放曲线为单峰，峰的下降阶段，曲线平缓。生物质与煤混合三峰趋势、双峰趋势和单峰趋势。当温度处于800．1200℃时，生物质与煤混合燃烧、煤与生物质单独燃烧、挥发分分解燃烧，NO转化率均随着温度的升高先升高后降低，在1000"C时达到最大值。焦炭分解燃烧时NO转化率随温度的升高NO生成的贡献逐渐增大。与煤相比，生物质的NO转化率低，生物质掺混煤粉介于掺混的生物质和煤粉之间，随生物质掺混比例的增大，NO转化率逐渐降低。生物质与煤混和燃烧时，由于生物质NO转化率低而对总体NO转化率起“稀释"增加，环境污染日益严重。氮氧化物是燃煤产生的主要污染物之一，近年来氮氧化物排放逐渐受到重视。生物质作为一种清洁能源日益受到各国的极大关注。但燃是利用生物质的主要方式。生物质与煤共燃可以分为不分级燃烧和分级燃烧。不分级共燃可以降低氮氧化物排放，但是对于导致排放降低的原因存在较多观点。分级燃烧即生物质再燃，具有较高的再燃效率，但是由于生物质具有水分含量高、氯含量高、灰熔点低等特点，对锅炉操作和运行存在一定负面影响。本文采用静态燃烧实验系统研究生物质与煤共燃氮氧化物排放特性，分析氮氧化物排放降低的原因，考察炉温和混合比例等参数对N0排放的影响；采用再燃脱硝实验台，进行煤粉、生物质、生物质混合煤粉的再燃试验，考察生物质与煤混合是否可以作为一种有效的再燃燃料使用，分析生物质与煤混和对还原N0是否具有协同增效作用，考察温度、过量空气系数等因素对再燃还原效果的影响规律。在静态燃烧实验台上对生物质、煤以及生物质与煤混合燃烧过程中NO排放不同温度下表现出不同的趋势，800℃．1000。C，其NO排放曲线为双峰，1100℃燃烧时，在800"(2与900℃、1000℃与1100℃、1200"C下，NO排放曲线分别呈而降低。与焦炭相比，挥发分对NO生成的贡献大，并且随温度的升高挥发分对山东大学硕}：学位论文在再燃脱硝实验台上对生物质、煤、以及生物质混煤作再燃燃料的再燃还原还原效果较差，生物质掺混煤粉的再燃还原效果介于掺混的煤和生物质之间。煤与生物质混合作再燃燃料存在协同增效作用。掺加同一种生物质对挥发分含量量低的高阶煤影响较大。同一种煤，掺入灰中金属氧化物含量高的生物质，对再煤的性质；生物质掺混比例较高时，则主要体现生物质的性质。生物质混煤再燃，小。再燃区停留时间越长，再燃还原NO效率越高，但是并不是以线性趋势增加关键词：生物质；生物质与煤共燃；氮析出特性；再燃作用。同时生物质与煤在燃烧过程中相互影响，存在一定的协同作用降低NO排放，但只在较低温度800．900"C有较明显的作用，随着温度的升高这种作用越来越弱效果进行了比较。试验结果表明，生物质和褐煤再燃还原效果较好，贫煤的再燃高，灰分中碱金属含量高的低阶煤影响较小，而对挥发分含量低，灰分碱金属含燃脱硝的催化作用更强。生物质掺混比例较低时，生物质与煤混合再燃主要体现随着生物质掺混比例的增加，还原效率提高。当掺混比例小于20％时，还原效率增长缓慢，大于20％后，还原效率增长较快。通常随着过量空气系数的增加，再燃还原NO效率降低。棉秆再燃时，还原效率在过量空气系数为O．7时达到最佳，麦秆、褐煤等在过量空气系数为0．6时达到最佳。再燃区温度对再燃还原效果的影响较为明显。高温有利于再燃还原NO，但是温度大于1000℃，继续升温对再燃还原效果的提高影响较小。通常再燃燃料粒径越小，再燃还原效果越好。但是粒径变化对生物质再燃影响较小，对煤粉再燃影响较大。随着再燃比的增加，NO的还原效率增大。再燃比从10％增长到20％时，还原效率提高较大，再燃比从20％增长到30％时还原效率增长较的。停留时间大于O．8s后，还原效率增长缓慢。山东大学硕十学位论文IIconsumptionresearch．Andreviewed．AndTheanalysed．Thefurnace．Thetwo—peak．TheABSTRACTpollutants．WithcleanCananandcoal，biomass，andrebumingchange．Forsingle—peak．While，thesingle·peakmainenvironmentalproblembecomingmoreyear．Biomassrenewable．Biomassmethodbiomass．Co-firinge