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“煤基清洁能源前沿技术”专刊

来源：《洁净煤技术》

本专刊为《洁净煤技术》2021年第1期，共有论文31篇。

行业视野: 碳中和
类别; 143个
关键词; 154位
专家; 31篇
论文; 22611IP
点击量; 15781次
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配风方式对燃煤锅炉掺烧污泥影响的数值模拟研究

作者(Author)：孟涛, 邢小林, 张杰, 周磊, 张涛, 王长安

摘要：本文采用涡耗散模型，对600 MW的四角切圆煤粉锅炉掺烧市政污泥进行数值模拟研究。对于燃煤耦合污泥发电技术，前人的研究主要聚焦在掺混比等条件的影响，而主燃区过量空气系数等因素的影响规律尚不清晰，因此本文主要研究了主燃区过量空气系数以及二次风配风对燃煤锅炉内污泥掺混燃烧及NOx生成的影响。研究结果表明：随着污泥掺混比增加，炉膛温度和NOx浓度有所降低。随着主燃区过量空气系数增加，出口NOx浓度则大幅度增长。在本文研究的过量空气系数范围内，考虑温度和NOx浓度，推荐主燃区过量空气系数0.84。二次风的配风本文研究推荐采用束腰配风方式。本文的研究结果的可以为电站燃煤锅炉掺混污泥给予相应的参考以及为掺烧污泥优化运行提供指导。

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洁净煤技术

2021年第01期

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高温富氧燃烧过程中煤灰特征元素对煤粉成灰特性的影响

作者(Author)：刘庄, 吴晓峰, 范卫东, 张翔, 刘煜

摘要：沾污结渣是未来富氧燃烧锅炉运行的主要问题之一，由于高浓度CO2的辐射传热和化学性质的差异，富氧锅炉的沾污结渣情况更加严重。近年来学者针对富氧情况下煤灰的沾污结渣情况进行了系统分析，得出了较为详实的结果，但仍缺乏富氧情况下基于煤灰内特征元素和气氛对于煤粉燃烧成灰的相关研究。本文选取煤粉结渣中的关键元素Ca、Na、Fe作为特征元素，选取特征元素的氧化物或氢氧化物作为添加剂，选取灰成分以Al、Si为主的山西无烟煤作为实验煤，定量研究富氧情况下特征元素对于煤粉高温成灰特性的影响，得出了较为系统和关键的结论。实验发现，富氧氛围下特征元素含量较高时，煤粉的反应时长随氧气浓度增大先减少后增加；Fe和Na会显著降低灰熔点特征温度，但Ca对于煤灰的变形温度影响不明显；富氧情况下，高Ca煤中随着氧气浓度升高，出现钙硅铝酸盐和莫来石晶相，随着温度升高，钙长石等硅铝酸盐生成，Na、Fe等元素非晶相化加强；高Fe煤中Fe随着氧气浓度升高从氧化物向硅铝酸铁转变，随着温度升高，顽火辉石与磁铁矿含量升高，钙铁硅氧化物含量先增加后减少；高Na煤得到的低氧煤灰Na主要以霞石成分存在，氧气浓度升高导致逐渐转化形成硅酸钠盐；随着温度升高，Na的形态会从稳定的酸式盐往硅酸钠盐或其它稳定非晶体转变。分析特征元素的赋存形态能够专注于主要金属及其氧化物对于煤灰化学形态的影响，能够有效监控煤粉的熔融特性，对于进一步研究煤灰熔融状态、分析真实富氧燃烧炉膛结渣特性有着重要意义。

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洁净煤技术

2021年第01期

413

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不同挥发分含量煤种与热解半焦混燃热态试验研究

作者(Author)：陈登科, 闫永宏, 彭政康, 王兴益, 孙刘涛, 孙锐

摘要：半焦是低阶煤经低温热解后的产物，着火和实现稳定燃烧较原煤需更高温度，为拓展其在电厂动力用煤等领域的应用，有必要引入一些易燃高挥发分煤种作为混燃燃料；同时国内外关于混煤燃烧研究多是基于小型试验台和数值模拟，而非中试规模的试验系统。基于此，在350 kW热态试验炉上开展了不同挥发分含量煤种（褐煤、烟煤、次烟煤）与神木热解半焦混燃热态试验研究。通过测量燃烧器下游主燃区不同轴向位置、径向位置处炉膛温度以及O2，CO，CO2，NOx等气体成分浓度，研究掺混煤质变化对混合燃烧（半焦质量掺混比50%）的着火特性以及NOx生成影响。结果表明：混合燃料浓侧煤粉射流的着火优于淡侧，O2消耗及燃烧产物生成也主要集中在浓侧；随着混合煤质Vdaf含量增加，混煤射流着火距离减小，燃点下降，燃烧器出口与稳定燃烧区之间的距离随之缩短；主燃区出口截面处，褐煤+半焦、烟煤+半焦、次烟煤+半焦混合射流中心的NOx浓度分别为473、462、532 mg/m3（6% O2下，下同），对于褐煤+半焦、烟煤+半焦混合射流NOx浓度差值较小，仅为11 mg/m3。综合考虑着火距离、燃烧强度和主燃区NOx排放量，适合较大比例混合热解半焦（半焦掺混比50%）混燃煤质的Vdaf 含量不宜低于16%。

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2021年第01期

376

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330MW亚临界CFB锅炉烟气再循环深度调峰运行性能研究

作者(Author)：张思海, 张双铭, 张俊杰, 苗苗, 王家兴, 张缦, 杨海瑞

摘要：为了消纳新能源上网，循环流化床（CFB）锅炉机组利用自有调峰能力强的特点，可以积极参与深度调峰灵活性运行。但超低负荷运行时，受密相区流化安全的约束，一次风总量无法持续下降，从而破坏了固有的一二次风分级还原特性，导致更多的氮氧化物生成。同时，炉膛出口温度远低于选择性非催化还原（SNCR）温度窗口，导致设置在分离器内的脱硝系统效率下降。烟气再循环技术是一种适合CFB锅炉低负荷运行的NOx控制技术，本文介绍了330MW亚临界CFB锅炉机组烟气再循环改造前后的运行性能对比，结果证明，在超低负荷条件下，采用烟气再循环技术能在维持密相区流化安全的同时，显著降低一次风量，强化密相区还原氛围，同时降低密相区温度，延迟炉膛内燃烧，显著提高炉膛出口烟温，进而有效避免了分离器内SNCR脱硝效率的降低。并针对烟气再循环系统内的腐蚀提出了合理的运行控制策略。

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2021年第01期

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颗粒形状对全散射法测量颗粒物质量浓度的影响

作者(Author)：夏继胜, 邹军, 吴凯, 谈紫星, 黄静, 黄国辉, 黄玮珍, 韩金克, 刘小伟

摘要：燃煤电厂排放颗粒物作为大气颗粒物主要来源之一受到广泛关注，实现颗粒物质量浓度的精确在线监测意义重大。激光全散射法作为一种常用的颗粒物质量浓度在线监测方法，受颗粒特性影响较大，易造成较大的测量偏差。为探究颗粒形状对全散射法测量的影响，搭建了全散射法测试台架，并采用球形二氧化硅颗粒对测试系统进行标定，标定结果显示，球形二氧化硅颗粒质量浓度与消光程度高度线性相关，相关系数R2大于0.99，测量浓度与真实浓度偏差仅为1.8%。进一步采用633 nm与532 nm波长激光分别对3种非球形（棱形、不规则和片状）二氧化硅颗粒进行测试试验。测试结果显示，3种形状颗粒物的质量浓度与消光程度均高度相关，R2均高于0.99；3种形状颗粒物质量浓度的测量值与真实值偏差与颗粒形状及激光波长相关，对比发现，入射波长为633 nm时，不规则、棱形和片状颗粒的质量浓度测量值与真实值的测量偏差分别为16.1%、27.4%和36.6%；入射波长为532 nm时，3种颗粒质量浓度的测量偏差分别为4.8%、11.4%和17.4%；颗粒形状一致条件下，532 nm入射波长时的测量偏差明显较小，通过波长的选择可降低颗粒形状变化造成的测量偏差。

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2021年第01期

340

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用于混煤燃烧控制砷排放模型研究

作者(Author)：曹娜, 余圣辉, 许豪, 张成

摘要：混煤掺烧是控制燃煤砷排放的有效方式，但由于缺乏相关的配煤模型，限制了该技术的应用。本文根据燃煤过程中砷的挥发释放机制，提出一种用砷的释放指数P来表征煤燃烧过程砷的释放特性的配煤模型。该模型综合考虑煤的灰分含量、灰中各主量矿物元素含量、各矿物元素对砷的固定系数以及煤中砷含量等因素。结果表明，随着煤灰固定系数由23.12增加到50.90，煤灰的气相砷吸附量由3.39 mg/g增加到6.14 mg/g；随着释放指数P增大，砷的固定率减小，且随着温度升高，两者相关性由900 ℃的0.67增加到1300 ℃的0.86。根据P值筛选煤种进行掺烧，当掺混煤种P值差异较大时，掺烧低P值煤种，不仅能降低混煤中的砷含量，还能促进高P值煤的砷在灰中富集，促进率达77.14%；但当掺混煤种P值差异较小时，掺烧低P值煤种反而促进砷的释放。本模型能较好的筛选煤种，为混煤掺烧控制砷等痕量元素的排放提供了新的思路。

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洁净煤技术

2021年第01期

445

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ACF电吸附过程动力学特性和脱盐影响因素试验研究

作者(Author)：马岚, 黄陆月, 许勇毅, 王峰, 刘畅, 马双忱

摘要：本文研究了电压、溶液浓度、pH和温度对ACF电吸附容量的影响。动力学研究表明：电压是离子吸附速率的主要因素；电压小于0.8V时，适用于准二级动力学方程，电压大于0.8V后适用一级动力学模型，电压越大离子吸附速率越快。等温吸附模型研究表明：增大电压和初始浓度可以提高电吸附容量，吸附过程适用Langmuir吸附等温模型来描述。弱酸性条件更有利于电吸附除盐性能的提高；温度升高对离子吸附有抑制作用，室温为最佳实验温度。

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2021年第01期

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