煤掺氨燃烧过程中NO生成特性和氨氮转化行为研究

在实验室小型沉降炉上开展了氨、煤单独燃烧以及掺混燃烧实验，并结合数值模拟探究了氨煤掺烧的NO生成特性、中间反应过程及氨氮转化行为。结果表明，氨煤掺烧工况下的NO生成浓度远高于氨、煤单烧工况，且高于氨、煤单烧工况总和。掺氨比例为45%(热量比值，下同)时，氨煤掺烧NO排放比氨、煤单烧之和提高70.17%;而掺氨比例不变、燃料质量变为2倍后则提高79.36%,说明煤粉与氨掺烧后会导致NO排放升高。模拟结果表明，掺氨后反应器内NO浓度有一个快速增大阶段，此时氨开始氧化生成NO。氨氧化反应与氨还原反应同时发生，由于氨氧化速率始终高于氨还原速率，导致NO浓度升高。氨煤掺烧后，氨燃烧相关反应平均反应速率峰值增大，峰值出现位置提前，促进了氨氮向NO转化。     

城市污泥掺煤混烧特性及污染物排放研究

采用20 k W多功能沉降炉管开展了城市污泥掺煤混烧试验,着重研究不同含水率、不同比例污泥掺混条件下,混合燃料的燃烧特性和尾气污染物的排放情况。结果表明,污泥主要失重区间在180~520℃,存在两个失重阶段,是挥发分的析出和燃烧的过程,污泥掺煤混烧可以改善燃料的着火性能和燃尽性能。污泥掺烧后尾气中NO_x排放浓度没有明显的变化规律,为350~450 mg/m~3;SO_2排放浓度随污泥掺混的比例增加呈线性增加;掺混10%污泥(含水率为30%)后,尾气二恶英的浓度约为单煤焚烧的2.4倍。各类污染物经过锅炉尾气净化系统处置均能达标排放,且本实验中污泥的最佳掺混比例为20%。     

陈腐垃圾掺烧对垃圾焚烧烟气中污染物排放的影响

将陈腐垃圾与生活垃圾协同焚烧是妥善腾退填埋场、缓解城市土地资源紧缺的重要方式之一。利用生活垃圾焚烧设施开展掺烧陈腐垃圾试验,按照0、10%、20%、25%、30%掺烧比例,分析掺烧对烟气中二噁英及其他污染物的排放影响。结果表明:颗粒物、SO₂、HCl、NO_x和二噁英浓度均随陈腐垃圾掺烧比例提高而逐渐上升。当掺烧30%时,PCDD/Fs毒性当量浓度约为0.13 ng-TEQ/m3,超过GB 18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中排放限值。掺烧比例从0提高至20%,炉内PCDD/Fs生成量增加,处理设施入口毒性当量浓度升高14%,而烟气处理工艺对其去除率仍超过99%。掺烧陈腐垃圾在一定程度上促进了从头合成(De novo)反应。为确保掺烧烟气中污染物达标排放,应充分考虑陈腐垃圾的填埋时间、性质、热值、垃圾焚烧及污染防治技术等因素。     

流化床中RDF焚烧时CO、SO2和HCl的生成

在非均匀布风流化床中进行了垃圾衍生燃料(RDF)与煤的混烧试验，测量了H2O、CO、CO2、NO、N2O、HCl、SO2等污染物质的排放特性．结果表明与单纯燃烧RDF相比，混烧时的CO生成量大大下降；SO2生成浓度较低，而HCl的生成量比单纯烧煤时明显增加．     

流化床固体废弃物焚烧的HCl排放特性

采用ＰＶＣ管材和含ＮａＣｌ的水煤浆两种原料在流化床中进行焚烧来模拟研究城市生活垃圾流化床焚烧过程中ＨＣｌ的排放特性，分别考察了床温、水份和过量空气对ＨＣｌ排放的影响。研究表明：随床温升高，Ｃｌ→ＨＣｌ的转化率增大；随水份增加，Ｃｌ→ＨＣｌ的转化率增大；随过量空气系数的增加，Ｃｌ→ＨＣｌ的转化率减小。     

氮素调控对冻融过程中土壤N2O排放的影响

应用室内冰柜模拟冻融过程,研究了不同氮素形态(铵态氮、硝态氮和酰胺态氮)和浓度(40、200和800 mg/L)对潮土N2O排放通量的影响.结果表明,随土壤冻结时间的延长N2O排放通量缓慢降低,土壤融化初期出现一个土壤N2O排放通量高峰,而后随土壤逐渐融化的进行N2O排放通量缓慢升高.3种氮素浓度条件下,铵态氮、硝态氮和酰胺态氮冻融过程中土壤平均N2O排放通量分别为119.01、205.28、693.95μg.(m2.h)-1,611.61、1 084.40、1 820.02μg.(m2.h)-1和148.22、106.13、49.74μg.(m2.h)-1,而对照处理仅为100.35μg.(m2.h)-1.随氮素浓度的增加,铵态氮、硝态氮源土壤N2O累积排放通量分别比对照增加17.49%、40.09%、425.67%和563.38%、915.28%、1458.6%,且施加的浓度越高累积排放量越大,但达到稳定N2O排放通量的时间向后推移.随浓度增加酰胺态氮处理土壤N2O排放通量随浓度增加而降低.建议潮土越冬水中铵态氮和硝态氮浓度应分别小于200 mg/L和40 mg/L,酰胺态氮的浓度不限,从而减少土壤N2O的排放.     

污泥与煤混烧动力学及常规污染物排放分析

采用热重分析法研究了不同污泥掺烧比例及不同加热速率时污泥与煤的热失重特性.探讨了掺烧污泥对煤燃烧特性的影响,分析了掺入污泥对煤的燃烧变化规律,并进行了动力学分析.结果表明,加热速率增加时,样品的失重速率增大,开始失重温度及最终燃尽温度升高.掺烧时的TG曲线在400~600℃时有一个明显的失重阶段.失重速率峰值随着掺烧比的提高而升高,对应的温度降低.掺烧污泥后的混合样品的燃烧温度范围比单一燃煤时少20~100℃.非等温动力学模型分析可得,少量的污泥与煤掺烧时所需的活化能与煤较接近,对煤的正常燃烧影响不大.不同比例掺烧时产生的烟气中NOx、SO2、CO2生成量及减排规律因N、S、C含量不同而各有差异.热重分析及模型分析法可以为不同理化特性的煤与污泥掺烧提供初始理论依据.     

污泥与煤混烧动力学及常规污染物排放分析

采用热重分析法研究了不同污泥掺烧比例及不同加热速率时污泥与煤的热失重特性.探讨了掺烧污泥对煤燃烧特性的影响,分析了掺入污泥对煤的燃烧变化规律,并进行了动力学分析.结果表明,加热速率增加时,样品的失重速率增大,开始失重温度及最终燃尽温度升高.掺烧时的TG曲线在400~600℃时有一个明显的失重阶段.失重速率峰值随着掺烧比的提高而升高,对应的温度降低.掺烧污泥后的混合样品的燃烧温度范围比单一燃煤时少20~100℃.非等温动力学模型分析可得,少量的污泥与煤掺烧时所需的活化能与煤较接近,对煤的正常燃烧影响不大.不同比例掺烧时产生的烟气中NOx、SO2、CO2生成量及减排规律因N、S、C含量不同而各有差异.热重分析及模型分析法可以为不同理化特性的煤与污泥掺烧提供初始理论依据.     

昼夜增温对大豆田土壤N2O排放的影响

通过田间试验,用静态箱-气相色谱法测定N2O排放通量,研究昼夜增温对大豆田土壤N2O排放的影响.结果表明,增温没有改变大豆田土壤N2O排放通量的季节性变化规律.整个生长季,与对照相比,增温土壤N2O平均排放通量增加了17.31%(P=0.019),累积排放量显著增加了20.27%(P=0.005).对照与增温处理土壤N2O排放通量与土壤温湿度均呈显著性相关关系,对照与增温土壤的N2O排放温度敏感系数分别为3.75和4.10.整个生育期,增温显著增加了植株地上和总生物量、叶片硝酸还原酶活性和全氮含量,显著降低了叶片NO3--N含量;显著增加了土壤NO3--N含量,但对土壤有机碳及全氮含量没有显著影响.本研究表明,昼夜增温显著增加了大豆田土壤N2O的排放.     

亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响

本试验通过批次试验考察了亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响.结果表明NO2--N初始浓度为5.92~35.23mg/L时,随着NO2--N浓度的增加,反硝化过程中N2O的积累量逐渐增加;当NO2--N浓度为35.23mg/L时,NO2--N还原量的46.26%被转化为N2O.通过对比试验得出,N2O还原酶与亚硝酸盐还原酶对电子的竞争和游离亚硝酸(FNA)对N2O还原酶的抑制会导致N2O比还原速率下降,造成反硝化过程N2O积累.基于上述试验结果提出,污水处理厂可通过调控运行条件控制NO2--N浓度,降低反硝化过程的N2O的产生与释放;也可以通过短程硝化提高NO2--N浓度,促进反硝化过程N2O的积累,再通过N2O氧化甲烷减少N2O排放,同时提高产能37%.     

流化床内焦炭对N2O和NO生成和分解的影响

在小型流化床试验上进行了焦炭的燃烧试验，研究焦炭颗粒和氧化钙对Ｎ２Ｏ和ＮＯ的分解反应，焦炭颗粒对Ｎ２Ｏ还原分解速率比ＮＯ快，氧化钙对Ｎ２Ｏ分解有较强的催化作用，Ｎ２Ｏ和ＮＯ的分解反应过程可用一级Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式来描述，研究不同程度脱去挥发份的炭焦颗粒对Ｎ２Ｏ和ＮＯ形成的影响，脱挥发份的程度越高，焦炭氮形成Ｎ２Ｏ的量越少，表明挥发份氮形成Ｎ２Ｏ量高于相应焦炭氮燃烧产生的Ｎ２Ｏ量，焦炭燃烧过程中     

粉煤流化床燃烧中N2O排放与控制

粉煤流化床（PC－FB）是一项燃烧效率高，同时实现炉内脱硫、低NOx和N2O排放的新型高效、清洁煤燃烧技术在一座0．3MW的试验台上，系统而详细地研究了其N2O的排放与控制特性，主要研究内容包括：各层二次风份额（R2i％）及悬浮空间燃烧区（FCZ）的温度分布与炉内N2O浓度分布的关系；床层温度Tb、烟气氧浓度、二次风率（R2％）、FCZ内烟温Tf、钙流比（Ca／S）对其N2O排放的影响．     

Emissions of SO2, NO and N2O in a circulating fluidized bed combustor during co-firing coal and biomass

This paper presents the experimental investigations of the emissions of SO2, NO and N2O in a bench scale circulating fluidized bed combustor for coal combustion and co-firing coal and biomass. The thermal capacity of the combustor is 30 kW. The setup is electrically heated during startup. The influence of the excess air, the degree of the air staging, the biomass share and the feeding position of the fuels on the emissions of SO2, NO and N2O were studied. The results showed that an increase in the biomass shares resulted in an increase of the CO concentration in the flue gas, probably due to the high volatile content of the biomass. In co-firing, the emission of SO2 increased with increasing biomass share slightly, however, non-linear increase relationship between SO2 emission and fuel sulfur content was observed. Air staging significantly decreased the NO emission without raising the SO2 level. Although the change of the fuel feeding position from riser to downer resulted in a decrease in the NO emission level, no obvious change was observed for the SO2 level. Taking the coal feeding position R as a reference, the relative NO emission could significantly decrease during co-firing coal and biomass when feeding fuel at position D and keeping the first stage stoichiometry greater than 0.95. The possible mechanisms of the sulfur and nitrogen chemistry at these conditions were discussed and the ways of simultaneous reduction of SO2, NO and N2O were proposed.     

循环流化床二段燃烧燃煤过程中NO和N2O生成与控制研究

在小型石英循环流化床燃煤装置上,进行NO和N₂O生成与控制研究?研究结果表明:随着二次空气率的提高,NO明显下降,二次风口的位置高,NO的下降速率明显一些;随着二次空气率的提高,N₂O开始升高,但升高到一定程度后,随着二次空气率的提高,反而开始下降?此外,二次风口的位置高,N₂O随二次风变化曲线的上升段和下降段的斜率都略大?      

HCl emission characteristics and BP neural networks prediction in MSW/coal co-fired fluidized beds

IntroductionWiththedepletionofspaceforlandfillingofmunicipalsolidwasteandtherisingpricesforrawmaterials ,moreandmorefluidizedbedincineratorshavebeenusedtotreatMSWduetotheprimaryadvantagesofhygieniccontrol,volumereductionandenergyrecovery .BecausetheMSWhas…     

中国地区氧化亚氮排放量及其变化的估算

对我国大气中氧化亚氮的排放源及其大小进行了分析和计算,中国地区氧化亚氮的年排放置为950G_9N_2O-N,约占全球总排放量的6％.天然源和人为源各占我国氧化亚氮排放量的71％和29％.在天然源中以海洋排放为主,人为源中则以煤炭燃烧释放的贡献最大.计算显示今后几年内氧化亚氮排放的年增加量是6G_9N_2O-N.     

稻壳混煤燃烧对NOx排放的影响

本文利用循环流化床实验平台分析稻壳混煤燃烧对NOx排放的影响。结果表明,贫煤混合稻壳后燃烧,当燃烧温度恒定时,NOx的排放量随着燃料中稻壳所占比重增加而降低;当燃料中稻壳所占比重恒定时,NOx的排放量随着燃烧温度的升高而增加。     

商用垃圾流化床焚烧炉多环芳烃排放的环境评价

对流化床垃圾焚烧炉中PAHs的排放特性进行了研究 .结果表明 ,烟囱烟气为流化床垃圾焚烧炉PAHs排放的主要途径 ,日排放量要高于其它途径 1— 2个数量级 ,且以低分子量物质为主 .脱除剂的添加对烟气中PAHs有减少的作用 ,但却增加了循环出口水中PAHs含量 .不同工况时PAHs环境排放毒性有变化 ,垃圾与煤混烧大于全煤 ,添加脱除剂大于未添加工况 ,但少于垃圾比例高的工况 .垃圾比例越高 ,毒性越大     

O2/CO2气氛下氮反应机理的研究

选取CH4、O2、CO2、Ar、NO、NH3，等气体，作为混合气和煤粉一起送入一维沉降炉内，以模拟O2／CO2气氛下煤中燃料氮、循环NO以及二者的相互作用对NO排放的影响，结果显示，在还原性气氛下NH3、HCN、CH4、CO与循环NO间的反应是NO排放下降的主要因素，且煤焦与NO的异相反应、吸附反应对NO的降解效果要明显高于氧化性气氛，同时，CO2体积分数的增加使得燃料中氮的氧化率升高，循环NO的降解率下降；氧化性气氛下随CO2体积分数的增加，燃料中氮的氧化率也增加，但循环NO的降解率升高．当CO2体积分数不变时，其对NO降解的作用随循环NO体积分数的增加愈加明显，在循环NO也不变且CO2体积分数较低时，随过量空气系数的增加，循环NO的降解率下降，而CO2体积分数较高时则出现相反情况。     

Incineration of kitchen waste with high nitrogen in vortexing fluidized-bed incinerator and its NO emission characteristics

Some municipal solid waste (MSW) can be used as the fuel. Combustion of MSW with high nitrogen content is successfully conducted in a lab-scale vortexing fluidized-bed incinerator (VFBI). Pigskin with 16.5 wt.% nitrogen content was used to simulate the high nitrogen content kitchen waste, and silica sand was used as the bed material. The effects of operating conditions, such as the bed temperature, freeboard temperature, excess oxygen ratio, and static bed height on the CO and NO concentrations at the exit of combustor and cyclone were investigated. The experimental results show that the freeboard temperature is the most important factor for CO emission. The order of operating conditions impact on the NO emission is: (1) excess oxygen ratio; (2) bed temperature; (3) freeboard temperature; and (4) static bed height. Utilizing cyclone can significantly reduce the CO emission concentration when the CO concentration released from the freeboard is higher than 50 ppm. On the other hand, the cyclone has no significant effect on the NO emission. Despite having high nitrogen content, a low conversion from fuel-N to NO was attained. Compared with other types of combustors, VFBI reduces the CO and NO emission concentrations much better when burning MSW with high nitrogen content.