两段式滴管内烟煤富氧空气分级燃烧NOx排放特性研究

作者

杨石
单位

煤科院节能技术有限公司煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室
摘要

随着我国对大气污染物排放监管力度的日益严格，NO_x控制技术已广泛应用于工业生产的各个领域。作为一种直接、简便的NO_x排放控制技术，富氧空气燃烧技术已经出现在燃气锅炉和内燃发动机等行业，然而在燃煤锅炉行业中却鲜有应用。为了验证富氧空气燃烧技术在煤粉工业锅炉中的NO_x减排效果，笔者以神府烟煤作为燃料，利用两段式滴管炉试验系统模拟煤粉在锅炉内燃烧的实际情况，采用热态试验方法，研究了烟煤富氧空气分级燃烧的NO_x排放特性，并与单级供风、空气分级燃烧2种燃烧方式下的NO_x排放情况进行对比。考察了主燃区温度、二次风配比（以主燃区过量氧气系数表示）、二次风氧浓度等关键因素对NO_x排放的影响。结果表明：富氧空气分级燃烧的NO_x排放显著低于单级供风燃烧，同时也低于空气分级燃烧的NO_x排放。主燃区温度为1300～1500 ℃时，富氧空气分级燃烧的NO_x排放减少比例比分级配风燃烧提高了6～12个百分点；富氧空气分级燃烧条件下，随主燃区温度升高，煤粉燃烧更加充分，燃料中N元素分解成NH_i、HCN等大量中间产物，使主燃区气氛的还原性增强，被还原的NO_x比例增加。因此，NO_x排放降低且NO_x排放减少比例呈现上升趋势；富氧空气分级燃烧的二次风配比对NO_x排放具有显著影响，随着主燃区过量氧气系数的升高，NO_x排放均呈现先降低后升高的趋势。因此存在最佳二次风配比，使NO_x排放浓度最低。主燃区温度为1300 ℃时，最佳主燃区过量氧气系数约为0.58；主燃区温度为1500 ℃时，最佳主燃区过量氧气系数约为0.55；在主燃区过量空气系数给定的条件下，提高二次风氧浓度可以延长煤粉颗粒在主燃区的停留时间，并在煤粉颗粒表面形成局部富氧环境，促进煤粉充分燃烧，从而增强主燃区气氛的还原性，降低NO_x的生成。因此，当二次风氧浓度为21%～31%时，NO_x排放随二次风氧含量的升高而降低。随着二次风氧浓度的逐渐升高，NO_x排放的降低趋势逐渐放缓。
关键词

两段式滴管炉富氧空气分级燃烧烟煤 NOx排放特性
基金项目(Foundation)

煤炭科学技术研究院科技发展基金项目技术创新项目（2018CX02）
相关文章

[1]半焦空气分级燃烧NOx排放试验研究
相关专题

这篇文章属于煤粉工业锅炉技术专刊（20篇）
图表
图(6) / 表(0)