《洁净煤技术》首发文章推荐—清洁高效燃烧技术

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来源：洁净煤技术

行业视野: 洁净煤技术
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专家; 20篇
论文; 2310IP
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燃煤流化床锅炉耦合含碳废弃物燃烧技术研究进展

作者(Author)：刘向民, 张津铭, 张涛, 袁天霖, 李惠彦辰, 杨琨, 王长安, 车得福

摘要：在我国双碳目标的背景下，如何高效利用含碳废弃物受到了广泛关注。本文介绍了流化床掺烧含碳废弃物的现状及研究进展，着重关注了流化床掺烧含碳废弃物的燃烧控制、污染物排放特性以及积灰结渣腐蚀规律，探讨各过程反应机理、分析总结相关研究现状并展望未来发展方向。首先，在掺烧燃烧控制方面，增大农林生物质的掺烧比例一般可以提高燃烧性能，而增大污泥的掺烧比例则对燃烧稳定性有不利影响。最佳燃烧工况参数需要考虑燃煤与含碳废弃物双方燃料特征并针对燃料特性的合理配风。其次，在污染物排放控制方面，流化床掺烧相对其他方式较为清洁，但满足超低排放标准需要采取更先进的技术，针对SO2有超细石灰石脱硫技术，针对NOx有多种低氮燃烧技术。最后，在积灰结渣腐蚀方面，掺烧含碳废弃物需要重点关注碱金属和S、Cl元素导致的积灰结渣腐蚀问题，可以通过燃料预处理或添加剂以及控制炉膛温度减缓积灰结渣腐蚀速度，材料方面可以替换耐腐蚀材料或布置耐蚀涂层。对于流化床掺烧含碳废弃物，如何清洁高效地处理含碳废弃物同时最大限度资源化利用，需针对具体问题进一步深入研究。

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燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案研究

作者(Author)：赖金平, 陈辉, 张文振, 刘欣, 李朝兵, 何陆灿, 葛铭

摘要：为有效利用燃机排烟热量，探索了燃煤锅炉与燃机烟气耦合燃烧可行性。根据燃烧学基本理论，详细分析了燃机烟气混入对燃煤锅炉的燃烧理论空气量、烟气量、燃烧器喷口速度等参数的影响，提出了燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案。运用全尺寸数值模拟技术，分析了烟气耦合对燃煤锅炉燃烧特性的影响。数值模拟结果表明，烟气耦合后燃煤锅炉火焰切圆直径变大，气流略微刷墙；煤粉气流初始温度增加，挥发份析出提前，煤粉着火提前；燃煤锅炉烟气量增大，锅炉炉膛温度降低，水冷壁吸热量下降；炉膛出口NOx排放浓度由222.1mg/m3升高至229.5mg/m3，焦炭燃尽率由98.91%降低至96.9%。结合数值模拟结果，分析烟气耦合后发电机组能耗得出，虽然机组发电煤耗较耦合前升高2.0g/(kW·h)，但燃机烟气的余热利用效率由约80%提升至约93%，折算机组煤耗降低10.98g/(kW·h)，全厂能耗降低8.98g/(kW·h)，表明燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案可行。由于燃机烟气替代了大部分燃煤锅炉二次风量，通过燃煤锅炉空预器的风量大幅降低，造成空预器换热量大幅下降，排烟温度大幅升高，需在空预器后增加余热利用装置。

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细颗粒煤流化强化层燃燃烧机理分析与实验

作者(Author)：朱双, 郭强, 范垂钢, 丁广超, 李松庚

摘要：在双碳资源背景下，为实现煤炭的高效清洁利用，采用层燃复合细颗粒煤流化的燃烧方式可提升层燃炉上粗颗粒煤的燃烧效率。为了对这一现象给出理论解释，进行了相关机理实验研究。首先通过管式炉等温燃烧实验验证了复合燃烧方式的可行性：实验通过对比粗细煤混合燃烧与粗颗粒煤单独燃烧时的烟气组分变化、颗粒表面温度、着火时间和燃尽时间等参数，探究流化细煤存在下的燃烧效果；并结合气相和固相侧数据分析分别对照说明了流化细煤的促燃作用。其次，系统地研究了床层温度、细煤占比以及空气风量对粗细混煤燃烧的影响，重点考察了着火时间、燃尽时间、碳转化率、颗粒表面温度和反应指数，为复合燃烧方式在层燃炉上的实践提供理论指导。此外，为了深入了解煤燃烧难易程度，采用等转化率法对粗细混煤燃烧进行动力学分析。等温燃烧实验结果表明，在流化细煤存在的情况下，着火时间提前了59%，燃尽时间缩短了26%，燃烧6min后固体失重率高达98%，表现出良好的引燃和促燃效果。因素探究实验显示，燃烧的流化细煤在粗煤周围产生了高温区，粗细煤混合燃烧时在较低工作温度（550℃）下即可快速引燃，最佳细煤占比为33%。增大空气风量能提前着火，并且显著缩短燃尽时间，但较高风速会带来对流冷却。动力学计算给出平均表观活化能为26.37 kJ/mol。

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污泥流化床富氧燃烧及污染物排放特性研究

作者(Author)：金则陈, 卢骏营, 胡维杰, 张鹏飞, 周智浩, 李林, 段伦博

摘要：污泥焚烧处置是实现其减量化和资源化利用的有效手段，富氧燃烧被认为是最有应用前景的CO2捕集技术之一，将污泥焚烧技术和富氧燃烧技术相结合的污泥富氧燃烧技术不仅可以实现污泥的清洁高效处理，还可以实现燃烧中的CO2富集。但针对污泥流化床富氧燃烧技术的研究尚不充分，富氧燃烧独特的高O2浓度、高CO2气氛会对污泥燃烧及污染物生成转化特性产生不可忽略的影响。在实验室规模的鼓泡流化床反应器上系统考察了O2浓度、床层温度、流化数、污泥粒径和污泥含水率等因素对污泥富氧燃烧特性和氮氧化物排放特性(NO、NO2和N2O)的影响。研究结果表明，相同O2浓度条件下，O2在O2/CO2气氛中扩散速率低于其在O2/N2气氛，污泥颗粒在O2/CO2气氛下的燃烧速率和燃尽特性均弱于其在O2/N2气氛下燃烧；而O2/CO2气氛中燃料氮的转化率低于相同氧浓度的O2/N2燃烧气氛下；随着O2浓度的增加，污泥颗粒的富氧燃烧特性显著改善，但是也导致了更高的NOx排放和燃料氮转化率；污泥含水率的增加可以降低燃尽时间和燃料氮的转化率，床层温度和流化数的增加均可不同程度地降低污泥颗粒的燃尽时间，床层温度和污泥粒径的增加会提高NOx的排放和燃料氮的转化率，但是流化数的增加会明显降低燃料氮的转化。

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