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“燃煤+耦合”专题

来源：洁净煤技术

行业视野: 煤化工
类别; 108个
关键词; 105位
专家; 24篇
论文; 16116IP
点击量; 14408次
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碳税交易下的典型生物质混烧技术经济分析

作者(Author)：范翼麟, 王志超, 王一坤, 张缦, 姚伟, 张广才, 吴玉新

摘要：随着中国2030碳达峰、2060年碳中和目标的提出，在发展能源的同时不断降低温室气体排放已成为电力生产的必要约束条件，生物质混烧技术可有效降低CO2排放量，增加绿色能源的份额。但我国现有燃煤电厂中混烧的实际应用仍较少，目前，经济性是制约生物质混烧在我国发展的主要因素。随着政府补贴机制的退出，该技术应用于发电面临着巨大挑战。然而，碳税交易机制可能会给生物质混烧的经济性带来新的转机。建立了生物质混烧发电的技术经济计算模型，评估了混烧技术取代煤炭装机容量的技术经济潜力，研究了在碳税交易背景下考虑不同约束条件时采用生物质混烧的经济可行性。结果表明，当标准煤价格为780元/t、碳税价格为60元/t、定热值生物质价格为450元/t时，可基本实现生物质混烧的盈亏平衡。对参数的敏感性分析表明，在给定热值下，标准煤价增加100元/t与生物质价格减少50元/t或碳税增加36元/t对额外成本的影响基本相同。单位热值的生物质价格、标准煤价格和碳税均对经济性具有重要影响，较低的单位热值生物质价格和较高的碳税比率有利于煤价达到混烧与纯燃煤的盈亏平衡点。由于单位热值生物质价格、煤价、运输费用等因素对混烧的经济性均有影响，需以各电厂的具体参数为背景确定混烧的经济性。

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洁净煤技术

2021年第04期

777

595
混合生物质燃料循环流化床锅炉受热面结焦机理研究

作者(Author)：赵小军, 孙锦余, 薛东发, 刘义

摘要：某75 t/h生物质循环流化床锅炉长期燃用混合燃料(桉树皮、木尾、木板、竹子和工业合成板)，在实际运行过程中高温过热器和低温过热器区域结焦严重。考虑到不同生物质燃料特性的差异性，了解混合生物质燃料燃烧中壁面的结焦机理尤为迫切。研究了5种生物质燃料的灰成分和灰熔点特性，并对该循环流化床锅炉结焦严重的高温和低温过热器受热面区域的结焦和积灰样品进行物理和化学特性表征。研究结果表明：该锅炉所燃用的生物质燃料中，竹、木尾和木板的钙和钾含量高，灰中CaO含量在30%左右，K2O含量在10%以上；桉树皮硅和铝含量高，灰中SiO2含量高达62.4%；工业合成板与木尾含有较多的氯元素，灰中氯含量分别为0.670%和0.865%。5种生物质除竹和工业合成板灰熔融温度较低外，其余生物质灰熔融温度高，软化温度在1 200 ℃以上。过热器区域的结焦呈分层结构：高温过热器焦样的外层较硬，中层包含白色的KCl晶体和飞灰颗粒，外层以及飞灰颗粒均以Ca2Al2SiO7、SiO2、KCl、Ca2MgSi2O7等为主；低温过热器焦样外层的灰成分与高温过热器侧焦样的组分相同，但白色中层的KCl晶体含量更高，其同烟气中KCl蒸气的冷凝析出密切相关。

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洁净煤技术

2021年第04期

548

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生物质与煤直接耦合燃烧试验研究

作者(Author)：倪刚, 杨章宁, 冉燊铭, 李维成, 莫春鸿, 张秀昌

摘要：为了研究生物质不同掺烧位置、掺烧比例、生物质一次风温和风率以及不同煤种掺烧后对锅炉NO排放以及飞灰可燃物的影响，基于50 kW下行炉煤粉综合试验台进行了生物质颗粒掺烧热态试验。试验结果表明，生物质输入热量掺烧比例为6%时，生物质从不同位置掺入，NO排放都有一定程度下降，不同位置降幅不同，生物质从还原区送入时NO排放下降幅度最大，烟煤下降幅度为23.47%，贫煤下降幅度为13.64%；烟煤掺烧生物质时从燃烧前期加入利于煤粉燃尽，贫煤掺烧生物质时从燃烧后期加入利于煤粉燃尽，总体上掺入生物质后，炉膛出口烟气温度都有不同程度上升；生物质输入热量掺烧比例从6%提高到12%后，与烟煤耦合燃烧时NO排放降幅从23.31%增至39.5%，与贫煤耦合燃烧时NO排放的降幅从13.61%降至10%，但贫煤作为主燃料时，NO下降绝对值高于烟煤；不同生物质对NO下降幅度与生物质中氮含量相关，氮含量越低，NO下降幅度越大；提高生物质的一次风温，飞灰可燃物含量从13.88%降至7.62%，不影响安全的情况下，应尽量提高生物质一次风温度；生物质一次风率的变化对燃烧效率影响较小。

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洁净煤技术

2021年第03期

628

396
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

462

300
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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洁净煤技术

2021年第01期

369

479
污泥阴燃过程及残渣特性分析研究

作者(Author)：成明锴, 李琛, 付建红, 冯超, 徐明厚, 乔瑜

摘要：阴燃是一种新型低热值有机固废热处理技术，针对污泥的阴燃灰渣特性开展污泥自持阴燃试验，以期为污泥的阴燃处置技术推广提供关于灰渣处置的技术支持。利用自制阴燃台架，含水率50%污泥在空气达西流速3.5 cm/s、污泥/沙掺混比1∶4的条件下进行自维持阴燃试验。通过阴燃温度曲线图解析了污泥自持阴燃处置的过程特性，并根据温度曲线对失重及质量变化速率进行计算分析。通过同时开展污泥在1 000 ℃的燃烧以及500 ℃的热解试验，分别收集燃烧灰、热解焦，利用BCR逐级提取法对阴燃灰、燃烧灰、热解焦中的常量元素（Na、K、Mg、Ca、Al、Fe、P）和痕量重金属元素（Zn、As、Cr、Cd、Pb、Ni、Cu）的赋存形态进行对比解析。研究发现，自持阴燃过程可以划分为4个阶段：预热、引燃、自持阴燃、燃尽；试验过程最高温度为引燃阶段底部物料燃烧峰值温度678 ℃，自持阴燃过程平均温度517 ℃；自持阴燃过程燃烧面平均传播速率为0.37 cm/min，平均质量变化速率为10.41 g/min；阴燃灰中主量无机矿物元素为Si，主要痕量重金属元素为Zn、Pb、Cr；阴燃灰、热解焦、燃烧灰中Na、K、Al、Fe、P以及As、Cr、Cd、Pb主要以残渣态形式存在，同时，阴燃灰中Na、K、Mg以及Ca、Zn、As、Ni酸可溶态含量比热解焦和燃烧灰高，对于污泥阴燃、热解、燃烧处置后固体产物的处理及利用应对元素的不同赋存特点予以区分。

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洁净煤技术

2020年第05期

553

249
300 MW循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥试验研究

作者(Author)：张平, 陈陆剑, 江华, 张缦, 徐巍, 刘实, 杨海瑞, 吕俊复

摘要：循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥是一种处理煤泥等低品质煤的有效手段。利用一维小室模型对掺混不同比例煤泥的CFB锅炉运行工况进行模拟，研究了掺混煤泥比例对CFB锅炉炉膛内物料平均粒径、颗粒停留时间以及炉膛上部物料浓度的影响，确定了大比例掺烧煤泥条件下的流态优化条件。模拟结果表明，增加煤泥比例可以提高物料循环流率和中间粒径档位（0.1～0.3 mm）颗粒在炉内的停留时间，改善燃料的燃尽率，提高煤泥比例还可以增加炉膛上部的颗粒浓度，有利于提高炉膛上部的传热，降低炉膛温度，便于污染物的控制。根据盘北电厂300 MW循环流化床锅炉机组大比例掺烧煤泥的运行数据，分析了掺烧煤泥比例对床温、排烟温度、底渣与飞灰含碳量的影响。当锅炉负荷为300 MW时，掺烧煤泥后床温明显降低，飞灰含碳量和排烟温度随着掺烧煤泥比例的增加而增大，底渣含碳量则随着掺烧煤泥比例的增加而降低。为了实现大比例掺烧，建议控制矸石的入炉煤粒径，且需要强化尾部吹灰或适当调整尾部受热面。

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洁净煤技术

2020年第01期

784

476
抗结渣生物质燃料研究进展

作者(Author)：刘宏宇, 张守玉, 宋晓冰, 胡南, 孙梦圆, 常明

摘要：生物质作为价格低廉、来源广泛的绿色能源，具有巨大的利用潜力。但由于生物质本身碱金属(主要为钾)含量较高，在燃烧利用过程中存在如碱结渣、灰分融合、团聚、腐蚀等问题。其中，结渣存在于整个生物质利用过程中，形成极难处理的结块与沉淀，对锅炉本身及运行造成危害。因此，抗结渣生物质燃料是实现生物质高效利用的可行手段。目前可通过添加剂、共燃、化学预处理、涂层等方式改变生物质利用过程中碱金属氯化物、硫酸盐、硅酸盐的生成和转化途径，以解决生物质热转化利用过程中的结渣问题。其中利用添加剂与生物质受热反应生成新的高熔融点产物的处理方式具有较好抗结渣效果。笔者介绍了生物质中碱金属的存在形式及其热转化过程中钾的释放路径、迁移规律，概括了生物质热转化利用过程中的结渣机制，总结了铝基、钙基、磷基3种添加剂在生物质抗结渣过程中的作用机理。使用添加剂可使生物质燃料达到较好的抗结渣效果，磷基添加剂可较好地解决烟道与炉底结渣问题，钙基添加剂只能解决炉底结渣但会造成严重的烟道结渣，铝基添加剂虽能达到与磷基相近的结果，但成本较高且作用效果随温度的升高而减弱。未来抗结渣生物质燃料的研究方向可从新型添加剂出发，寻找既可固定气相中的钾，也能与灰渣中硅酸钾形成高熔融点物质的单一化合物或混合矿物质添加剂；另一方面也应考虑添加剂与生物质混合后的成型问题，开发具备高机械强度的抗结渣成型生物质。最后介绍了上海理工大学碳基燃料洁净转化实验室在抗结渣高机械强度生物质成型燃料方面的进展。以期为抗结渣生物质成型燃料的研究与开发提供一定的参考。

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洁净煤技术

2020年第01期

826

388

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