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主办单位：煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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煤高效超洁净排放技术专刊

来源：洁净煤技术

专刊来源于《洁净煤技术》2019年第2期

行业视野

环境保护

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  • 燃煤机组SCR催化剂表面积灰板结层多重分形分析

    作者(Author)： 张巍, 卢程, 陈冬林, 邓伟力, 宋权斌, 冯延林, 龚蔚成, 宋健

    摘要：燃煤电站烟气中的飞灰在SCR催化剂表面沉积板结形成强垢是导致催化剂失活的重要原因，为及时清理催化剂表面强垢层，通常采用超声共振结合蒸汽吹扫将强垢去除，然而由于燃煤飞灰在催化剂表面的沉积板结使得强垢层形成较为稳定，导致现场高能耗操作下清灰效果不明显。为更好地研究飞灰在催化剂表面沉积板结对强垢形成的影响，借助现场小修期和SCR改造项目热态性能试验将不锈钢采样盘布置在3层催化剂层的迎风面进行采样，将3层SCR催化剂垢层样品采用原子力显微镜(AFM)进行表征测试，通过设置合适的阈值采用Matlab图形处理得到黑白二值图，并通过信息熵法获得盒子尺寸来分析多重分形标度区间的影响。结果表明，随着烟气的流程方向板结层的高程分区逐渐趋于碎片化，沉积飞灰粒度逐渐趋于均匀化，并随烟气流程的增加多重分形参数具有标度不变性;同时关联分形维数D2随着烟气流程的增加逐渐与Hausdorff分形维数D0接近;根据加权矩随变特性还发现板结层微观颗粒会随烟气流程的增加逐渐由疏松不均性演变为致密均匀性;由3层板结层多重分形谱对称性发现，随着烟气流程的延长，催化剂表面垢层多重分形谱宽度Δα明显增加，相应垢层表面粗糙度逐渐增加，且垢层表面奇异峰分布更加明显，催化剂表面飞灰板结形成垢层的主导因素主要源于小颗粒、小高程的概率分布点。研究表明，随着烟气流程的增加，催化剂表面垢层的多重分形特征明显，沉积飞灰颗粒粒度变小，板结层的均匀性增加，微观拓扑表面的高程聚类特征消失，为超声波共振与蒸汽吹扫等现场清灰操作提供理论依据。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    465
    216
  • 超低排放背景下烟气消白技术路线研究

    作者(Author)： 谭厚章, 刘兴, 王文慧, 刘鹤欣

    摘要：超低排放背景下燃煤电厂大多采用湿法脱硫装置，装置出口饱和湿烟气排放后一般会在烟囱出口形成湿烟羽，对生态环境及人体健康造成不利影响。本文基于切线法对烟气及环境空气状态进行计算，确定湿烟羽消除的临界温度及混合空气当量比，比较不同烟气消白技术路线的适用环境条件及技术参数。研究结果表明，环境温度越低、相对湿度越高，湿烟羽消除难度越大。环境相对湿度为60%，脱硫塔出口烟气温度为50 ℃时，不采用任何措施的前提下可实现无湿烟羽排放的临界环境温度为37.3 ℃，可见在常见环境条件下，调整湿法脱硫装置出口烟气状态参数以消除湿烟羽是有必要的。假设可适用的烟气最大降温幅度为30 ℃，最大升温幅度为30 ℃，仅采用烟气加热技术可消除湿烟羽的临界环境温度为12.9 ℃;仅采用烟气冷凝技术可消除湿烟羽的临界环境温度为8.7 ℃;采用烟气冷凝再热技术可消除湿烟羽的临界环境温度为-12.9 ℃。对于空气加热混合技术，基于切线法对空气烟气混合过程进行热平衡计算，确定可消除湿烟羽的临界空气当量比。将烟气加热、烟气冷凝及空气加热技术组合使用可拓宽烟气消白适用的环境条件。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    746
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  • 煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术进展

    作者(Author)： 刘兴, 和宇, 卢旭超, 熊小鹤, 谭厚章, 惠世恩

    摘要：随着环保政策趋严，常规火电机组经超低氮排放改造对炉膛内部燃烧过程及尾部烟道燃烧后烟气进行氮氧化物协同脱除后，NOx已达到低于50 mg/m3的水平。随着低NOx燃烧技术的发展，煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术已引起重视，其主要思路是在预燃室内引入高温热源，对远低于化学当量比的浓煤粉气流进行加热，煤粉在预燃室内先快速释放挥发分并发生部分燃烧，其气相产物及高温半焦离开预燃室经燃烧器组织送入炉膛后进行低氮燃烧处理。与传统的选择性催化/非催化还原法(SCR/SNCR)等燃烧后降氮策略相比，该技术通过燃烧高温半焦直接在炉内燃烧过程中降氮，技术优势和经济潜力显著。预燃源是产生气相产物、高温半焦的关键环节，笔者根据预燃源方式的不同，介绍了天然气供热煤粉预燃、循环流化床供热煤粉预燃、等离子点火预燃室、感应加热点火预燃室、传统预燃室燃烧器等煤粉预燃技术的发展现状及应用情况，为相关技术人员提供参考。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    757
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  • 燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术进展与应用

    作者(Author)： 柴晋, 万忠诚, 武凯, 张净瑞, 陈嘉宁, 刘其彬, 马双忱

    摘要：自“水污染防治行动计划(水十条)”颁布以来，燃煤电厂脱硫废水零排放已逐渐成为电厂深度减排、污染物深度治理的必然要求。脱硫废水烟气蒸发技术具有工艺简单、安全可靠、投资及运行成本低等优势，逐渐成为主流技术。燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术主要分为3类:低温烟道蒸发、高温旁路烟气蒸发、低温烟气余热浓缩减量，其中高温烟气蒸发又可分为旁路蒸发塔蒸发和旁路烟道蒸发2种技术路线。同时，对电厂烟气蒸发能力进行了核算,论述了脱硫废水烟气蒸发技术的研究进展与应用现状，并深入分析了各烟气蒸发技术的工艺特性、优缺点及其适用范围。研究表明，燃煤电厂的烟气蒸发能力极强，可以作为脱硫废水零排放的热源。另外，低温烟道蒸发因其易受锅炉负荷影响，适用度不高，未来烟气蒸发技术的研究重点是低温烟气余热浓缩结合高温旁路蒸发或低温烟气余热浓缩结合水泥化固定。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    905
    417
  • 燃煤电站锅炉总风量跟随负荷控制理念分析

    作者(Author)： 周怀春, 范海鸿, 赵钧, 刘尧平, 程超, 曾雄伟, 唐文, 刘兴, 谭厚章

    摘要：传统锅炉燃烧风量基于风、煤配比的概念，根据燃料量进行前馈粗调，再基于排烟氧含量的偏差进行反馈细调，燃料的调节会作用到风量的控制。智能发电技术的发展需要对现有燃烧控制的基本方法加以创新。燃煤发电机组控制的本质是负荷控制，即根据负荷指令控制从燃料化学能释放到汽轮发电机做功发电的各个能量转化环节。笔者分析了不同煤种燃烧产生相同的热量(对应大致相同的能量水平以及机组的发电功率)所需的理论空气量基本不变代替，该结论与目前国内外相关权威技术著作中的结论相符。因此提出用“风碳比”的概念代替“风煤比”，即一定空气量与完全燃烧的碳量的比值，“风碳比”(质量比)约为11.5，该值对不同煤种大致均为常数。并进一步提出了空热当量的概念，即在受限空间(炉膛)内任何煤种连续稳定燃烧每千克空气释放的热量，约为定数3.01 MJ/kg air。在此基础上，提出应主要根据负荷的变化对锅炉总送风量进行控制，相同负荷下的总送风量控制可基本忽略燃料变化的影响。锅炉燃用煤种改变后，若锅炉效率下降，需燃料在炉内产生更多的热量，因而需增加锅炉送风量。本文的风量控制理念已在一台300 MW燃煤四角切圆燃烧发电机组上得到了成功应用，从2017年8月投运到现在，投入率超过80%，为实施风、煤独立解耦锅炉燃烧控制新策略奠定了基础。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    1292
    662
  • 燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展

    作者(Author)： 段钰锋, 朱纯, 佘敏, 姚婷, 赵士林, 汤红健, 黄天放, 刘猛

    摘要：燃煤锅炉排放的汞已成为我国最大的人为汞排放污染源。汞具有神经剧毒性、大气迁移性和生物累积性等特征，对自然环境和人类健康构成严重危害，已在全球范围内引起广泛关注。目前我国燃煤电厂汞排放控制主要采用现有污染物控制装置(APCDs)的协同脱汞技术。随着我国燃煤电厂“近零排放”目标的实施，烟气汞排放浓度、灰渣和废水汞含量的排放限值将日趋严格。本文首先概述了当前我国燃煤电厂汞污染物大气排放标准快速更新的现状，指出应对日趋严格的汞排放限值需要对燃煤锅炉系统进行深度脱汞。然后介绍了烟气汞浓度检测技术的发展，以应对大气汞排放浓度的监测和监管。第三，综述了燃煤脱汞技术，详述了APCDs协同脱汞、烟气喷射吸附剂脱汞技术的研究进展，指出了新型脱汞吸附剂的研发趋势。第四，论述了我国燃煤电厂正在实施的超低排放改造对汞减排的效果。最后，针对目前燃煤电厂脱汞技术存在的问题，提出前瞻性的脱汞研究课题，以期对燃煤电厂实现“汞零排放”和副产物中汞的稳定化提供科学参考。
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    洁净煤技术
    2019年第02期
    965
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  • 太原惠特

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