切圆燃烧煤粉炉的空气分级燃烧改造

阐述了分级燃烧抑制NOx形成的基本原理,介绍了切圆燃烧煤粉炉的空气分级燃烧改造的基本特点,考察了轴向和径向空气分级、炉内空气浓度等因素对NOx排放量的影响;控制适当条件,使脱氮效率达到30％－50％,对煤粉炉的空气分级燃烧改造进行了费用效益分析。     

垃圾焚烧炉炉拱改造与燃烧优化的数值模拟

炉排式垃圾焚烧炉在处理比设计水分高、热值低的垃圾时,容易出现着火位置滞后、垃圾＂烧不透＂、残炭含量高等问题。采用FLIC软件的床层模型和商业软件FLUENT,对焚烧炉炉排和炉膛燃烧过程进行了模拟计算。结合某城市生活垃圾焚烧炉存在的燃烧不完全问题,通过一系列的数值实验,探索后拱高度和挡板的有无对燃烧过程的影响。比较了炉拱辐射强度、挥发分质量分数、温度沿炉排长度方向的分布以及炉膛内的速度矢量图。结果表明,降低后拱高度或增加挡板均可使着火位置有不同程度的前移;同时降低炉拱高度和增加挡板可使着火位置前移约1.1 m,提前进入稳定燃烧阶段。     

城市生活垃圾焚烧炉深度空气分级数值模拟

对广州市某台750t/d大型城市生活垃圾焚烧炉进行数值模拟优化研究,有效模拟预测城市生活垃圾焚烧炉内温度场、流场和重要组分浓度场等的分布。对100%负荷运行下的城市生活垃圾焚烧炉进行二次风与燃尽风的分级配风优化研究,模拟结果显示,在二次风与燃尽风风量比为0.65∶0.35(体积比)时,城市生活垃圾焚烧炉内二次燃烧显著,且烟气在850℃以上区域的停留时间达2s以上,满足充分分解二噁英等污染物的条件。尾部烟道出口NO_x质量浓度为250.58mg/m~3,比原始运行工况(259.01mg/m~3)降低了3.3%,是较理想的空气分级方案。     

水泥预分解炉内流场及温度场的数值模拟

以某水泥厂分解炉为研究对象,采用CFD数值模拟方法,模拟了分解炉内气相流、气固两相流、煤粉燃烧和生料分解,分析现有分解炉内流场、颗粒相和温度场的分布情况。结果表明,该水泥厂分解炉只有一个三次风进口导致炉内流场分布不均匀,物料分散性不好,炉内温度分布不均匀,可采用错落式格局确定SNCR还原剂喷嘴位置,喷嘴位置应安装在20 m高度以上。基于模拟结果,提出分解炉改进方案,对称增加一个三次风进口。改进后炉内流场和温度场分布均匀,颗粒相的分散性得到改善。对结构对称式分解炉可采用同平面格局确定SNCR喷嘴位置。     

循环流化床锅炉低NO_x燃烧环保改造

循环流化床锅炉具有低NO_x燃烧的特性,但随着环保要求的不断提高,大部分此种类型锅炉已不能满足现行排放标准,需对原锅炉进行改造。考虑到循环流化床锅炉的结构特点,不适宜进行SCR改造,采用SNCR工艺需具备相应的温度窗口,并且增加还原剂的物料消耗,因此,利用循环流化床炉自身的特点进行局部改造,达到低NO_x燃烧的目的,成为一种经济的研究方向。根据某循环流化床锅炉的改造实例探讨具体改造方案及最终效果,提出一种有效的循环流化床锅炉低NO_x改造思路。     

包装垃圾添加脱氯半焦制备SRF的燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对添加了不同比例混合含氯塑料经微波低温脱氯后的脱氯半焦制备而成的固体衍生燃料(SRF)的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了脱氯半焦不同添加比例制备的SRF的着火点、燃尽温度、最大燃烧速率、燃尽特征指数和综合燃烧指数等燃烧特征参数。并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能和指前因子。结果表明:随着脱氯半焦的添加比例从5%增加至20%,TG曲线向低温区移动,着火点降低,燃尽温度降低,燃尽性能提升,综合燃烧特性指数S均高于不添加脱氯半焦的燃料,综合燃烧性能更好;当脱氯半焦添加比例为10%,综合燃烧特征参数最佳;在第三燃烧阶段,添加了脱氯半焦的燃料的活化能显著低于未添加脱氯半焦的燃料,指前因子降低了4~5个数量级。混合含氯废塑料,经过微波低温脱氯处理形成半焦作为添加剂制备SRF,不仅降低了SRF燃烧过程中氯化氢的产生量,同时提高了燃料的燃烧性能,是含氯塑料废弃物利用的一种新的方向和途径。     

基于反向传播-向量评价遗传算法模型的燃煤电站锅炉燃烧多目标优化

基于MATLAB智能工具箱对某300MW电站锅炉进行燃烧优化。利用反向传播(BP)神经网络分别建立了锅炉热效率和NO_x排放预测模型,用以预测锅炉热效率和NO_x排放特性。锅炉热效率预测的校验样本相对误差平均绝对值为0.210 0%,NO_x排放量预测的校验样本相对误差平均绝对值为2.410 0%,表明模型具有良好的准确性和泛化性。借助向量评价遗传算法(VEGA)优化模型得到锅炉热效率和NO_x排放量的优质解集合。300 MW负荷下锅炉热效率优质解集合为92.93%~93.64%,NO_x排放量优质解集合为367~413mg/m~3;270 MW负荷下锅炉热效率优质解集合为92.26%~93.56%,NO_x排放量优质解集合为360~416mg/m~3。研究结果对实际的电站锅炉燃烧具有一定的指导意义。     

乌昌石区域化石燃料固定燃烧点源大气污染物排放清单及时空分布

建立了2015年乌昌石区域化石燃料固定燃烧点源大气污染物(NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10))的排放清单,并对污染物的时空分布特征进行了分析。结果表明,2015年乌昌石区域化石燃料固定燃烧点源NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)的年排放量分别为2.10×10~5、1.52×10~5、4.28×10~4、8.35×10~4 t。从行业上来看,电力生产与供应行业对NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)的贡献率最大,分别为70.78%、66.56%、51.10%、49.98%;从化石燃料上来看,煤炭对NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)的贡献率最大,分别为95.63%、99.84%、99.70%、99.84%;从锅炉类型上来看,煤粉炉对NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)的贡献率最大,分别为84.20%、85.09%、83.43%、84.06%。固定燃烧点源污染物排放呈现出明显的时间变化特征,采暖季污染物排放量明显高于非采暖季,一天中白天的污染物排放量高于夜晚。空间分布显示,大气污染物的排放源主要集中在乌鲁木齐市、五家渠市和昌吉市。     

循环流化床垃圾焚烧炉助燃配风改造对降低CO排放效果的数值模拟

循环流化床(CFB)是垃圾焚烧主要炉型之一,中国生活垃圾具有水分高和挥发分高等特性导致现阶段CFB垃圾焚烧炉CO排放偏高,对其正常运转造成较大影响。对锅炉实体进行助燃配风改造,结合计算流体动力学技术对改造前后炉膛流体场进行模拟,并分析第一烟道内的流场分布情况。结果表明:助燃配风率为40%时,CO的排放均值可降低至80mg/Nm3,烟气含氧量保持在9.5%(体积分数)左右,炉膛中上部温度的平均增幅达到41.3℃。可视化数值模拟结果表明,助燃配风明显提高了烟气旋流和回流,使得烟气轴向速度降幅达37.69%,烟气在第一烟道内停留时间延长;改造后炉膛中上部局部区域内的颗粒质量浓度均值在2.287kg/m3左右,优化了助燃配风参与炉内燃烧的能力。     

煤无烟燃烧锅炉炉内燃烧特性分析

对一台所设计的DZL1.0-0.7-AⅢ煤无烟燃烧锅炉炉内燃烧特性进行了数值模拟.对床层反应,采用了基于热力学平衡法的"黑箱模型",而对于床层上方炉膛空间内的气相湍流燃烧则采用了标准k-ε模型、旋涡消散模型和离散坐标模型.采用非结构化四面体网格生成技术处理复杂炉膛几何空间的网格生成.通过数值模拟,得到炉内速度场,温度场,浓度场等参数的分布特性.结果表明:"多孔分层错列撞击流式"二次风的引入对于改变炉内流动和燃烧特性,加强炉内烟气和空气的混合,强化燃烧及实现炉内消烟除尘具有重要的作用.     

生活垃圾与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对生活垃圾与煤混合试样的燃烧特性及热反应动力学进行了实验研究,考察了不同配比混合试样的着火温度、燃尽温度、最大燃烧速率及最大燃烧速率温度等燃烧特征参数,并用Coats-Redfern积分法对其进行了燃烧动力学分析,确定了燃烧动力学方程,求出了反应活化能Ea及指前因子A。实验结果表明:生活垃圾与煤混合燃烧时均保持各自的燃烧特性;混合燃料中随着生活垃圾掺量的增加,热重曲线向低温区转移,燃尽点逐渐降低,综合燃烧特性指数明显增大,生活垃圾能改善煤的燃烧性能;生活垃圾及其与煤混合燃烧出现两个燃烧阶段,分别遵循二级和一级反应机理,煤燃烧只出现一个燃烧阶段,遵循一级反应机理;混合燃料燃烧反应活化能Ea与指前因子A存在动力学补偿效应。     

污水污泥在富氧环境下燃烧特性的实验研究

采用综合热分析仪研究了空气气氛和富氧气氛下污水污泥和煤的燃烧曲线,分析比较氧浓度对污泥燃烧特性参数的影响,并计算得到各工况下的动力学参数。结果表明：随着氧浓度增加,污泥燃烧DTG曲线向低温区移动,着火温度和燃尽温度均降低,综合燃烧指数大大提高,污泥燃烧特性得到改善。可用两段一级反应动力学模型来较好的描述污泥的主要燃烧过...     

木质素对豆粉和尼龙在热转化过程中有机氮的释放规律

利用热重-傅里叶变换红外分析仪(TG-FTIR)和管式炉装置等技术,对木质素与豆粉和尼龙共热解及燃烧过程中有机氮释放规律进行了研究,分析了各温度下的协同效应。结果表明,热解工况下,豆粉和尼龙材料热解主要生成NH_3。当豆粉与木质素质量比达到1:1时,NH_3增加15.6%,但HCN降低了73.1%;对尼龙,加入同样比例的木质素可有效降低18.5%的NH_3。燃烧工况下,当豆粉与木质素质量比为3:1时,NO_x排放量仅为计算值的28.1%;木质素也使尼龙减排36.6%的NH_3。木质素对2种材料的作用机理不同,但都能有效降低热转化过程中含氮气体的排放。     

乌鲁木齐市固定燃烧点源大气污染物排放清单

通过现场调研结合物料衡算法、排放因子法,建立了2015年乌鲁木齐市固定燃烧点源大气污染物CO、NO_x、SO_2和PM_(2.5)排放清单。结果表明,2015年乌鲁木齐市CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)的排放量分别为4.41×10~4、6.20×10~4、4.61×10~4、1.57×10~4t;从排放污染物的行业来看,采矿与制造业对4种污染物排放的贡献最大,其对CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)排放的贡献率分别为49.02%、42.17%、48.40%、78.55%。从地区分布来看,米东区污染物排放量最大,其对CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)排放的贡献率分别为46.99%、45.90%、51.69%、29.68%。从排放时间来看,供暖季污染物的排放量明显高于非供暖季,白天的污染物排放量高于夜晚。采用蒙特卡罗统计法分析预测的污染物排放量与排放清单计算结果较为接近。     

煤无烟燃烧锅炉炉内燃烧特性分析

对一台所设计的DZL1．0-0．7-AⅢ煤无烟燃烧锅炉炉内燃烧特性进行了数值模拟。对床层反应，采用了基于热力学平衡法的“黑箱模型”，而对于床层上方炉膛空间内的气相湍流燃烧则采用了标准κ-ε模型、旋涡消散模型和离散坐标模型。采用非结构化四面体网格生成技术处理复杂炉膛几何空间的网格生成。通过数值模拟，得到炉内速度场，温度场，浓度场等参数的分布特性。结果表明：“多孔分层错列撞击流式”二次风的引入对于改变炉内流动和燃烧特性，加强炉内烟气和空气的混合，强化燃烧及实现炉内消烟除尘具有重要的作用。     

二次风喷嘴角度对炉排式垃圾焚烧炉内燃烧及选择性非催化还原脱硝的影响

利用CFD技术,对某城市处理量为750 t·d~(-1)的垃圾焚烧炉内燃烧与选择性非催化还原脱硝(SNCR)过程进行建模分析,重点研究了二次风喷嘴角度的改变对焚烧炉内燃烧温度场的影响及其对提高SNCR脱硝效率的作用。模拟结果表明,焚烧炉二次风喷嘴角度调整为相互交叉45°,可以改善炉内燃烧状况,促进炉膛内烟气与空气的混合,使炉膛内温度场分布均匀,有利于SNCR还原反应;二次风喷嘴角度改变后,在一定程度上保证了SNCR系统喷入的尿素液滴在炉膛内的停留时间。与平行二次风相比,使用交叉二次风送风方案,前墙喷嘴脱硝效率提高4.8%,后墙喷嘴脱硝效率提高了19.7%。     

城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程研究及数值模拟

研究城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程，建立了垃圾在炉排炉移动床内燃烧过程中垃圾体积变化、水分蒸发、挥发分析出及燃烧、垃圾颗粒的移动、气-固两相热传递、焦炭燃烧等各个反应阶段的热化学模型，采用一维非稳态模型分别建立了床层内气固两相介质控制方程。通过对炉排上垃圾焚烧过程的数值模拟研究，获得料层中温度分布、料层高度、炉床机械负荷、气相中反应物组分和污染物浓度分布。利用建立的模型对某大型垃圾焚烧炉的燃烧过程进行数值仿真，对燃烧过程、烟气成分进行预测，为垃圾焚烧炉排炉的设计和燃烧控制提供理论依据。     

富氧燃烧条件下燃煤NO_x排放的实验研究

以神华(SH)烟煤和晋城(JC)无烟煤为研究对象,利用一维沉降炉(DTF)开展了煤粉在O_2/N_2、O_2/Ar、O_2/CO_2和O_2/RFG 4种气氛下燃烧时的NO_x排放特性实验,研究了温度和氧浓度对NO_x排放特性的影响,探讨了富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的各个因素的贡献率的变化。结果表明:温度上升会导致燃料氮向NO_x的转化率增大;氧浓度的上升同样会导致转化率的增加,SH烟煤由于挥发分含量较大,受氧浓度影响较大;定量分析结果表明,富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的主要因素是循环NO_x的还原,占整体的50%以上;其次是高浓度CO_2气氛对NO_x的还原,约占20%~30%;而热力型和快速型NO_x的缺失对降低NO_x排放的贡献率不及20%。温度的上升对JC无烟煤各因素贡献率有较大影响;氧浓度的增加会导致SH烟煤各因素贡献率有明显变化。     

基于分区气化模型的MSW燃烧过程模拟研究

针对一种新型两段式生活垃圾分区气化燃烧装置,提出了基于分区气化模型的垃圾热转化过程数值模拟方法。该方法耦合化学反应动力学和流体动力学软件预测移动床层垃圾的气化以及炉内气相空间的燃烧过程。通过对组分及热值差异较大的2种生活垃圾在炉内的反应过程进行模拟,得到了炉内的气相组分、温度及流场的分布。结果表明,该方法能够很好地适用于复杂组分的垃圾热转化过程模拟研究。高水分、低热值的生活垃圾气化后再燃炉膛出口温度处于973~1 073 K,不利于二恶英的生成控制。前拱二次风的增加不仅加强了炉内的湍流扰动,而且加强了炉内主反应区的温度。经过对流场和温度场进行优化,烟气的停留时间延长,炉膛出口烟气中的可燃气体组分大大降低,而且NO的浓度降低了近一个数量级。     

水泥分解炉内生活垃圾与煤粉燃烧特性分析和技改建议

将生活垃圾制备成垃圾衍生燃料(RDF),再投入水泥分解炉内进行燃烧处理是生活垃圾无害化处置的重要途径。与煤粉相比,RDF在分解炉内的燃烧与运动特性存在较大差异,从而对分解炉的正常运转产生较大影响。通过检测分析、热工计算和计算流体动力学模拟(CFD)等手段,对比了RDF与煤粉在燃烧、运动特性等方面存在的差异。结果表明,与煤粉相比,RDF的水分、灰分含量偏高,固定碳含量偏低,单位RDF燃烧理论空气量只有煤粉的14.5%。入炉煤粉的特征粒径为20μm,RDF为10 mm;粒径小于10 mm的RDF喂入分解炉后随烟气向下游流动,但大于10 mm的直接向下运动,并在分解炉缩口和中部形成循环。经过空气干燥、粉磨后的RDF颗粒着火温度为235～242℃,煤粉着火温度为375℃,然而考虑实际使用时入炉RDF水分含量高、尺寸大等,其在分解炉内燃烧速度通常较煤粉慢。为此,建议水泥企业在对RDF进行准确的工业分析和元素分析基础上,通过热工标定、CFD模拟等手段优化RDF处置尺寸与喂入位置,确保RDF在分解炉内完全燃烧。