煤的先进燃烧技术
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煤炭行业的创新技术了解煤炭行业的创新技术和应用案例随着科技的不断发展,煤炭行业也在不断探索和应用新的创新技术。
这些技术的出现不仅提高了煤炭行业的生产效率和安全性,还推动了煤炭行业的可持续发展。
本文将对煤炭行业的创新技术进行了解,并介绍了一些应用案例。
一、智能化采矿技术智能化采矿技术是近年来在煤炭开采过程中的一项重要创新。
通过引入自动化设备和智能化系统,传统的人工开采方式得以改变。
智能化采矿技术可以提高开采效率、降低人员伤亡风险,并且能够精确掌握煤矿地质情况,减少煤炭浪费。
以山西煤炭集团为例,他们引进了国外的智能化采矿系统,实现了煤矿开采的智能化和可持续发展。
通过应用这一系统,他们的采矿效率得到大幅提升,人员伤亡事故率也大幅下降。
二、绿色清洁能源技术煤炭作为传统能源,其燃烧会产生大量有害气体和固体废弃物,对环境造成严重污染。
为了解决煤炭能源所带来的环境问题,煤炭行业也积极探索和应用绿色清洁能源技术。
例如,一些煤炭企业开始投资建设风力发电和太阳能发电项目,并逐步转型为全面发展清洁能源的能源公司。
通过利用风能和太阳能等可再生能源,减少对煤炭的依赖,从而降低环境污染。
三、大数据与云计算技术大数据与云计算技术的应用,为煤炭行业提供了更加智能化和高效化的管理手段。
通过对煤矿生产过程中的各种数据进行收集、分析和处理,可以优化矿井的生产安排、资源配置和风险预警。
同时,云计算技术为煤炭行业提供了便利的数据存储和共享平台,不仅提高了信息的传递效率,也促进了煤炭企业之间的合作。
例如,煤炭企业可以将自身的数据上传至云平台,其他企业可以在此基础上进行深度分析和应用,实现资源的共享和优化。
四、高效煤炭燃烧技术煤炭燃烧是煤炭行业的重要环节,如何提高煤炭的燃烧效率和减少燃烧排放物已成为行业的关注焦点。
在这方面,一些高效煤炭燃烧技术得到了广泛应用。
例如,燃烧节能技术可以通过优化锅炉结构、提高燃烧效率和降低燃烧产物排放来实现煤炭的高效燃烧。
煤炭能源的清洁利用技术煤炭能源是世界上最主要的化石能源之一,不仅是能源开发和消费的重要来源,也是重要的原料和能源输入。
然而,不可避免地带来了环境和健康问题。
因此,煤炭资源的利用和消费已成为各国政府和能源企业必须解决的问题。
同时,有必要了解和使用清洁利用技术,以减少对环境的影响。
煤炭能源的清洁利用技术包括三种主要方式:1. 高效燃烧技术在煤的燃烧过程中,会产生大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和颗粒物等污染物。
高效燃烧技术是一种可以提高燃烧效率、降低燃烧温度和减少污染物排放的技术。
其中,重点是控制氮氧化物和二氧化硫的排放。
例如,工厂可以使用先进的燃烧器,在控制室内计算出所需的空气和煤粉,并且可以分别在燃烧前或燃烧过程中添加其他化学品,如利用新技术的催化剂来吸附和还原氮氧化物和硫氧化物排放。
2. 气化技术气化是将煤转化为燃气或液化石油气的技术。
相对于传统的燃烧方式,气化可以轻松达到减少污染物排放和提高能源利用效率的目的。
气化后的燃气可以用于电力生产、驱动交通工具和供暖等。
同时,气化技术还可以通过增加可再生能源(如生物质)的比例来达到减少温室气体排放的目的。
3. 固体废弃物利用技术当煤炭燃烧时,残留物余烬和煤灰会占用大量的空间,并且是否合理地处理这些废物直接影响到大气和水的质量。
因此,固体废弃物利用技术应被广泛采用。
常见的废物利用方式包括用于生产水泥和砖块的煤灰、为建筑和路面填充物的余烬和为降低土壤渗透性的煤炭泥浆。
煤炭资源是世界上最重要的化石能源之一,然而,与之伴随的是环境和健康问题。
为减少这些问题,对于煤炭消费和利用过程中的污染和废物处理问题需要关注和优化。
能源企业应该加强对温室气体排放的管理、扩大可再生能源比例和采用现代废物管理技术等,从而为环境和企业双方创造更多的价值和利益。
煤炭清洁高效利用的技术煤炭作为我国主要能源资源之一,在能源结构中占据着重要地位。
然而,传统的煤炭开采和利用方式往往伴随着环境污染和资源浪费问题。
为了实现煤炭资源的清洁高效利用,科研人员们不断探索和创新,提出了一系列煤炭清洁高效利用的技术。
本文将介绍几种主要的技术方法,以期为煤炭资源的可持续利用提供参考。
一、煤炭洁净燃烧技术煤炭燃烧是目前我国主要的能源利用方式之一,但传统的煤炭燃烧方式会释放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物,对环境造成严重影响。
为了减少煤炭燃烧过程中的污染物排放,科研人员提出了煤炭洁净燃烧技术。
这些技术包括燃烧优化技术、燃烧控制技术、烟气脱硫脱硝技术等。
通过对燃烧过程进行优化控制,可以有效降低污染物排放,提高燃烧效率,实现煤炭的清洁利用。
二、煤炭气化技术煤炭气化是将煤炭转化为合成气或甲醇等清洁燃料的过程。
相比传统燃煤方式,煤炭气化具有高效利用煤炭资源、减少污染物排放的优势。
目前,我国已经建立了一系列煤炭气化项目,采用先进的气化技术,实现了煤炭资源的清洁高效利用。
煤炭气化技术的发展不仅可以提高煤炭资源的利用率,还可以促进清洁能源的发展,推动能源结构的优化调整。
三、煤炭超临界发电技术煤炭超临界发电技术是指利用超临界锅炉进行发电,具有高效、清洁、节能的特点。
相比传统的火电厂,超临界发电技术可以显著降低燃煤消耗量和污染物排放,提高发电效率,减少环境影响。
我国在超临界发电技术方面取得了一系列重要进展,建设了大量超临界发电项目,为煤炭资源的清洁高效利用提供了重要支撑。
四、煤炭清洁利用的研究方向除了以上介绍的几种主要技术外,煤炭清洁高效利用的研究还包括煤炭液化、煤炭生物转化、煤炭燃料电池等多个方向。
煤炭液化技术可以将煤炭转化为液体燃料,实现煤炭资源的高效利用;煤炭生物转化技术利用微生物降解煤炭,生产生物燃料或化学品;煤炭燃料电池技术将煤炭氧化还原反应转化为电能,实现清洁能源的生产。
这些新兴技术的发展将为煤炭资源的清洁高效利用开辟新的途径,推动煤炭产业向绿色、可持续发展方向转型。
煤炭的洁净燃烧与高效利用技术【收藏本页】【打印】2009-8-18 来源:中煤网1、引言未来几十年内,煤炭在我国一次能源结构中的主导地位是不可动摇的,这已是无需争辩的事实。
因此,在未来几十年内,煤炭能源仍将是我国国民经济高速、健康、持续发展的重要支柱。
然而总体上说,我国目前的煤炭加工环节还相当薄弱,煤炭利用仍以传统、落后的技术为主,环保设施亦不配套、不健全。
因而,不仅煤炭利用效率较低,煤炭资源浪费严重,而且排放大量污染物,使得生态环境的恶化加剧。
人类社会的可持续发展首先要求经济、能源、环境必须协调发展。
根据我国国情,并总结一些工业发达国家的经验和教训,得出的结论是:大力发展洁净煤技术是我们切实可行的战略选择。
煤炭洁净加工与高效利用是我国洁净煤技术的重要组成部分,对提高煤炭利用效率、减少污染物排放具有十分重要的现实意义。
因此,应对其研究开发和技术推广给予足够的重视。
2、国内外技术现状2.1 国外情况国外一些国家,特别是工业发达国家消费的煤炭,绝大部分或大部分要经过洗选,因而商品煤质量较好。
目前,商品煤入洗率日本为100%,德国和加拿大为95%,英国和澳大利亚为75%,前苏联和南非为60%,美国为55%。
近年来,随着洁净煤技术在全球范围内的迅速发展,国外不断推出更加先进的煤炭洁净加工与高效利用新技术,这些技术不仅大幅度提高了煤炭利用效率,而且具有卓越的环保特性。
但目前普遍存在的问题是技术与设备造价昂贵,而且工程建设投资和运行费用也太高,因此,较难大量推广应用。
2.2 国内情况我国是世界上少数几个一次能源以煤为主的国家之一。
过去、现在和未来几十年内,煤炭在我国一次能源消费结构中一直占主要地位,见表1。
表1 煤炭在我国一次能源消费结构中所占比例年份1952 1960 1970 1980 1990 1997 2010 2050比例,% 95.00 93.90 80.89 72.15 76.20 73.50 64 47.7我国的煤炭消费结构与国外也有较大差别。
哈尔滨工业大学科技成果——中心给粉旋流煤粉燃烧技术主要研究内容
中心给粉旋流煤粉燃烧技术是一种先进低NOx燃烧技术,在此技术和径向浓淡旋流燃烧器的基础上,开发出了一种中心给粉旋流煤粉燃烧器。
中心给粉旋流煤粉燃烧器内二次风叶片采用16个轴向弯曲叶片,外二次风叶片采用12个切向叶片,内二次风叶片角度固定,外二次风叶片角度可以调节。
在燃烧器一次风通道中安装一个或多个锥形分离器使煤粉集中于燃烧器的中心并喷入炉内,在一次风管、内二次风管和外二次风管出口安装扩口。
一次风粉在锥形分离器作用下,煤粉集中于燃烧器的中心,形成浓煤粉区,在一次风管边壁煤粉浓度低,形成淡煤粉区。
浓煤粉气流喷入位置正对燃烧器的中心回流区中心部分,因此穿越中心回流区的煤粉量增加,延长煤粉在高温的中心回流区的停留时间,有利于煤粉的燃尽,由于煤粉在还原性气氛下燃烧,可有效地控制燃料型NOx 的生成,同时二次风被分成了内、外两部分,形成了分级燃烧,与中
心给粉相结合,实现了低NOx排放。
中心给粉燃烧器将煤粉集中于燃烧器的中心,减少了进入二次风中的煤粉量,有效地防止了煤粉与二次风的过早混合及被甩到两侧墙上,保证了两侧墙的氧化性气氛,有利于防止侧墙水冷壁结渣和高温腐蚀。
技术特点及优势
中心给粉燃烧器有较好的煤粉燃尽率,较低的NOx排放量,较强的低负荷稳燃能力,适于燃用无烟煤、贫煤等低挥发分煤质,能够有效地防止侧墙水冷壁结渣和高温腐蚀。
中心给粉燃烧器已在河北西柏坡电厂2#炉300MW机组锅炉、邯郸电厂11#、12#炉200MW机组锅炉、宁夏大坝发电厂1#炉300MW 机组锅炉进行了应用,并取得了良好的效果。
煤炭行业的创新趋势了解行业内新技术和业务模式的发展煤炭行业的创新趋势——了解行业内新技术和业务模式的发展随着现代工业的发展,煤炭在能源领域扮演着至关重要的角色。
然而,随着环保意识的增强和能源结构的转型,煤炭行业也迎来了许多挑战和机遇。
为了适应行业的发展需要,煤炭行业正积极探索创新趋势,不断引入新技术和业务模式。
本文将介绍煤炭行业的创新趋势,包括技术创新和业务模式创新。
一、技术创新1. 燃烧技术的改进煤炭燃烧技术一直是煤炭行业的核心领域。
为了减少燃烧过程中产生的污染物排放,煤炭行业开始利用先进的燃烧技术,如高效燃烧器、氮氧化物去除技术等,以提高燃烧效率和降低污染物排放量。
2. 清洁煤技术的推广为了应对环保压力,煤炭行业正在积极开展清洁煤技术的研发和应用。
例如,煤气化技术能够将煤转化为清洁燃气,从而减少煤炭燃烧过程中产生的污染物。
此外,煤炭行业还在研究开发高效洗选、脱硫脱硝等清洁煤技术,以提高煤炭利用效率和减少污染物排放。
3. 智能化技术的应用随着信息技术的迅速发展,煤炭行业开始引入智能化技术,提高生产效率和管理水平。
例如,通过物联网技术和传感器设备,可以实现对矿山设备的远程监控和智能化管理,提高生产的安全性和可靠性。
二、业务模式创新1. 煤炭生产的绿色化煤炭行业正逐渐转型为绿色矿山,提倡绿色煤炭生产方式。
绿色矿山包括对矿区环境的保护、土地的恢复以及煤炭资源的高效利用等方面。
通过绿色化的煤炭生产方式,可以有效减少对环境的影响,提高煤炭产业的可持续发展能力。
2. 煤炭与新能源的深度融合为了适应能源结构调整的需要,煤炭行业开始与新能源领域进行深度融合。
例如,将煤炭与可再生能源相结合,实现煤炭的清洁利用和新能源的高效利用。
此外,煤炭还可以用作储能介质,促进可再生能源的平稳输出。
3. 煤炭电商的兴起随着互联网的发展,煤炭电商平台逐渐崛起。
通过电商平台,煤炭企业可以快速获取市场信息,优化供应链,提高销售效率。
煤中脱硫煤炭是世界上最丰富的化石资源。
一般煤中都不同程度地含有硫。
依据煤的不同用途,硫会以多种硫化物的形态存在。
这些硫化物在许多场合下会对设备或环境造成破坏,所以需要对其进行脱除。
根据脱硫在煤燃烧过程所处阶段,煤中脱硫可分燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫及燃烧后脱硫[1]。
燃后脱硫又称为烟气脱硫。
燃前脱硫有3个主要方向:煤炭物理脱硫,煤热解和加氢热解、煤炭生物脱硫。
煤的物理脱硫分干选脱硫,和湿选脱硫(洗选),主要是通过物理方法将煤炭中的黄铁矿分离出来。
干选脱硫有干式分选摇床、磁力分选、静电法等。
煤的洗选有跳汰、重介、浮选等技术。
近年,一些发达国家对煤炭的深度降灰脱硫开展大量工作,如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。
美国在微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用[2]。
煤热解和加氢热解:硫在原煤中主要以Fe-S和C-S的化学键形式存在的,这两种化学键与C-C键比较起来不稳定,在热解条件下很容易生成气相硫化物H2S或COS。
煤热解和加氢热解就是利用这一特性脱除煤中的硫分。
煤炭生物脱硫即生物催化脱硫(BDS),是一种在常温常压下利用厌氧菌、需氧菌去除含硫杂环化合物中硫的技术。
BDS是利用菌株氧化燃料中硫分,而不破坏烃类主体的分子结构,因而不会象高温热解那样降低煤中热值。
脱硫菌株对硫分的选择性很强,对无机硫的脱除有很好效果。
对沸点较高的二苯并噻吩及其衍生物难于脱除,是目前研究的重要方向。
制约生物脱硫技术产业化主要有三方面因素:菌种活性、寿命、选择性。
生物脱硫技术与浮选技术的联合使用[3]也有研究。
燃烧过程中脱硫:即炉内脱硫,指炉内喷射固硫剂,在煤燃烧放出SO2同时,利用固硫剂和SO2反应,生成硫酸盐或硫化物,将气体中硫固定下来。
炉内脱硫具有独特优势:只需加入一定比例脱硫剂即可达到脱硫目的,节省了许多附加设备;出炉的洁净煤气,以热能的状态供应用户,气化与热效率均大大提高[4]。
煤炭生产技术的最新进展介绍煤炭生产过程中的创新和新技术随着全球对可再生能源的需求不断增加,煤炭作为传统的化石能源之一,也在不断寻求创新与发展,以减少环境污染和提高能源利用效率。
在这篇文章中,我们将介绍煤炭生产技术的最新进展,并探讨煤炭生产过程中的创新和新技术。
一、煤炭采掘技术的创新煤炭采掘是整个煤炭生产过程的核心环节,传统的采掘方式往往存在安全风险和环境破坏问题。
为了提高煤炭的采掘效率和保护环境,一些新的采掘技术不断涌现。
首先,无人驾驶采矿设备的应用成为近年来的热点。
通过智能化技术,可以实现对采矿机械的自动控制和操作,减少人为操作带来的安全隐患,并提高采矿效率。
其次,基于机器视觉的智能采煤系统是另一项创新技术。
通过搭载视觉传感器的设备,可以实现对采煤过程的实时监测和数据分析,从而提高煤炭的回收率和质量。
此外,测量与控制技术在煤炭采掘中也起到重要作用。
例如,激光扫描仪的应用可以实现对矿山构造的三维快速测量,提高采掘过程中的定位精度和煤层的勘探效率。
二、煤炭洗选技术的创新在煤炭生产过程中,煤炭洗选技术被广泛应用于提高燃煤煤炭的质量,并减少对环境的污染。
最新的煤炭洗选技术主要集中在以下几个方面。
一是基于水力传输的密度分选技术。
通过对煤炭颗粒的浮力和阻力进行综合分析,可以实现对煤炭颗粒的分级和分选,从而提高煤炭的品位和回收率。
二是静电分选技术的应用。
通过利用煤炭表面的电荷差异,可以实现对煤炭颗粒的静电分离,达到分选和提纯的目的。
三是磁性分选技术的发展。
利用煤炭中的磁性矿物质对煤炭颗粒的吸附特性,可以实现对煤炭的磁性分选,在提高煤炭品位的同时,减少磁性矿物对环境的影响。
三、煤炭燃烧技术的创新煤炭燃烧是煤炭能源利用的重要环节,传统的煤炭燃烧往往产生大量的二氧化碳和其他污染物,对环境造成严重影响。
为了减少排放物的产生,煤炭燃烧技术也在不断创新发展。
首先,超临界和超超临界燃烧技术的应用成为煤炭燃烧的新趋势。
这种高压和高温的燃烧方式可以提高燃烧效率,减少二氧化碳的排放,同时也有利于提高发电效率。
煤的先进燃烧技术化艺1101 苗蓓目前,在我国的能源消费结构中,煤炭是第一能源,以煤、石油、和天然气为主的化石燃料的使用也随之带来一系列的环境问题。
煤是最重要的固体燃料,它是一种不均匀的有机燃料,主要由植物的部分分解和变质形成的,所以其形成要经历一段很长的时期,常常是处于高压覆盖层以及较高的温度条件。
而在燃烧过程中,煤的发热量低,灰分含量高,含硫量虽然比重油低,但为获得同样热量所耗煤量要大的多,所以产生的硫氧化物反而可能更多。
煤的含氮量约比重油高5倍,因而氮氧化物生成量也高于重油,此外煤的燃烧还会带来汞、砷等微量重金属类污染,氟、氯等卤素污染和低水平的放射性污染。
因此,采用先进的燃烧技术可以使煤充分燃烧,产生的污染会随之减少。
控制NO x 排放的技术措施可以分为两类,一是所谓的源头控制,其特征是通过各种技术手段,控制燃烧过程中NO x 的生成反应,另一类是所谓的尾部控制,其特征是把已经生成的NO x 通过某种手段还原为N2,从而降低NO x 的排放量。
低NO x 燃烧技术措施一直是应用最广泛的措施,即便为满足排放标准的要求不得不使用尾气净化装置,仍需采用它来降低净化装置入口的NO x浓度,已达到节省费用的目的。
从20世纪50年代起,人们就开始了燃烧过程中氮氧化物生成机理和控制方法的研究,到70年代末和80年代,低NO x 燃烧技术的研究和开发达到高潮,开发出低NO x 燃烧器等。
90年代后,已开发的低NO x 燃烧器经过大量改进和优化,日臻完善。
一、低NO x 燃烧技术目前工业采用的低NO x 燃烧技术主要包括低氧技术、烟气循环燃烧、分段燃烧和浓淡燃烧技术等。
1、低氧燃烧技术NO x 排放量随着炉内空气量的增加而增加,为了降低其含量,锅炉应在炉内空气量较低的工况下运行,一般来说,可以降低15%-20%。
锅炉采用低空气过剩系数运行技术,不仅可以降低NO x ,还减少了锅炉排烟热损失,提高锅炉热效率。
需要说明的是,由于采用低空气过剩系数会导致一氧化碳、碳氢化合物以及炭黑等污染物相应增多,飞灰中可燃物质也可能增加,从而使燃烧效率下降,故电站锅炉实际运行时的空气过剩系数不能做大幅度调整。
因此,在低空气过剩系数燃烧时,必须同时满足过路盒燃烧效率较高、而一氧化氮等有害物质最少的要求。
我国燃用烟煤的电站锅炉多数设计在空气过剩系数为 1.17-1.20(氧含量为3.5%-4.0%)下运行,此时一氧化碳含量为(30-40)*10^-6;若氧含量降到3.0%以下,则一氧化碳含量将急剧增加,不仅导致化学不完全燃烧损失增大,而且会引起炉内的结渣和腐蚀。
因此,以炉内含氧量3%以上或一氧化碳含量等于2*10…^-4作为最小空气过剩系数的选择依据。
2、降低助燃空气预热温度在工业实际操作中,经常利用尾气的废热预热进入燃烧器的空气。
虽然这样有助于节约能源和提高火焰温度,但也导致氮氧化物排放量增加。
实验数据表明,当燃烧空气由27℃预热至315℃,NO排放量将会增加三倍。
降低助燃空气预热温度可降低火眼去的温度峰值,从而减少热力型NO x 生成量。
实践表明,这一措施不宜用于燃煤、燃油锅炉;对于燃气锅炉,则有明显降低NO x 排放的效果。
3、烟气循环燃烧烟气循环燃烧法将燃烧产生的部分烟气冷却后,再循环送回燃烧区,起到降低氧浓度和燃烧区温度的作用,以达到减少NO生成量的目的。
烟气循环燃烧法主要减少热力型NO x 的生成量,适合热力型NO x 排放所占份额较大的液态排渣炉、燃油和燃气锅炉,对燃料型NO x 和瞬时NO x 的减少作用甚微。
对固态排渣锅炉而言,大约80%的NO由燃料氢生成的,这种方法的作用就非常有限。
在使用中,烟气循环率在25%-40%的范围内最为适宜。
通常的做法是从省煤器出口抽出烟气,加入二次风或者一次风中。
加入二次风时,火焰中心不受影响,其唯一作用是降低火焰温度。
对不分级的燃烧器,在一次风中加入循环烟气效果较好,但由于燃烧器附近的燃烧工矿会有所变化,要对燃烧过程进行调整。
4、分段燃烧技术这种技术最早由美国在20世纪50年代发展起来。
实验表明,较低的空气过剩系数有利于控制NO x 的形成,分段燃烧法控制氮氧化物就是利用这种原理。
在分段燃烧装置中,燃料在接近理论空气量的条件下燃烧;通常空气总需要量—(一般为理论空气量的1.1-1.3倍)的85%-95%与燃料一起供到燃烧器,因为富燃料条件下的不完全燃烧,使得第一段燃烧的烟气温度较低,由于此时氧量不足,NO x 生成量很少。
在燃烧装置的尾端,通过第二次空气,时的第一阶段剩余的不完全燃烧产物CO和CH完全燃尽。
这时虽然氧过量,但由于烟气温度仍然较低,动力学上限制了NO x 的形成。
应当指出,在较低空气过剩系数下,不利的燃料-空气分布可能出现,这将导致CO和粉尘排放量增加,使得燃烧效率降低。
根据分段燃烧原理所研制的各类燃气体、重油、粉煤燃料的烧嘴,以及分段燃烧技术在流化床上的应用,对降低废气排放中NOx 的含量,起到了很好作用。
日本在这一领域的研究成果尤为显著。
我国应大力开展这方面的科研与技术开发工作,以改善目前炉窑废气污染状况。
DNOr—I型烧嘴的研制正是为了这一目的。
试验表明,此烧嘴不仅具有较好的热工性能,而且对NOx 生成也具有较好的抑制功能。
5、再燃技术再燃技术,即在炉膛的特定区域内注入再燃燃料(占燃料总量的10%-30%),再燃燃料需要使用微细的煤粉,在每个区域都需要保证充分的停留时间,才能达到完全燃烧。
煤粉再燃技术又称为燃料分级或炉内还原技术,它是降低NO 排放的诸多炉内方法中最有效的措施之一。
再燃技术是先将80%~85% 的燃料送人主燃区,在空气过量系数大于1的条件下燃烧,其余15% ~2O% 的燃料作为还原剂在主燃烧器的上部某一合适位置喷人形成再燃区,再燃区空气过量系数小于1(再燃区不仅使已生成的N0x 得到还原,同时还抑制了新的No 的生成,进一步降低NOx)。
再燃区上方布置燃尽风以形成燃尽区,保证再燃区出口的未完全燃烧产物燃尽。
再燃区的化学计量数对氮氧化物的减少程度有着显著的影响。
改变化学计量数受到以下因素的限制:1、各区域对火焰稳定性的要求;2、加入再燃燃料引起的CO和未燃炭增加;3、再燃区水管发生腐蚀的潜在风险。
使用再燃技术会给系统带来很大的灵活性,让电厂有能力控制N0x 的排放浓度。
如果仅使用再燃风可以去除25%的N0x ,再加入再燃燃料可以控制60%的排放。
管理者能够根据不同的排放限制进行调整。
从原理上来说,任何碳氢燃料都可作为再燃燃料使用。
但天然气在再燃中使用的最为广泛,煤炭也可作为再燃燃料。
与天然气相比,使用煤炭的优势是价格较低而且减少了在燃煤电厂使用第二种燃料带来的系统复杂性。
但使用煤炭作为再燃燃料通常需要在再燃区和燃尽区有相对较长的停留时间。
在一些使用案例中,需要升级磨煤系统或者使用更细的煤,这些措施都提高了成本。
6、浓淡燃烧技术通过将整个燃烧过程人为区分为燃气和空气配比不同的若干阶段,使燃气的燃烧分别在燃气过浓、燃气过淡和燃尽三个区域分阶段完成,从而达到在燃烧过程中一直NOx生成的目的。
NOx的生成与空燃比有关。
当空燃比接近1时,NOx 的生成量最大。
空燃比小于1时,由于氧浓度较低,燃烧过程缓慢,可抑制NOx 的生成。
当空燃比大于1.5时,由于燃烧温度较低,也能抑制NOx的生成。
因此该类方法又称为非化学当量燃烧或者偏差燃烧。
通常燃料稀薄燃烧的燃烧器和燃料过浓燃烧的燃烧器互相配置交替使用,也可有效降低NOx的生成。
在燃烧器多层不值得电厂锅炉,通过调整各层燃烧器的燃料和空气分配,既可降低NOx的浓度。
实现浓淡偏差燃烧技术有两种方法,一是在总风量不变的条件下,调整上下燃烧器喷口的燃料和空气的比例,将气流中0.3-0.5g(煤粉)/kg(空气)的常规浓度提升至0.6-1.0kg(煤粉)/kg(空气),例如W形火焰炉使用的旋风分离浓缩;另一种方法是使用浓淡燃烧型低氮燃烧器,下面简单介绍一下。
各种低NOx燃烧器依据一种原理或者几种原理的组合,仅仅采用空气分级燃烧的技术多为第二代低NOx燃烧器,采用燃料分级技术的燃烧技术多为第三代低NOx燃烧器。
为了减少未完全燃烧造成的热损失,空气分级的特征是助燃空气分级进入燃烧装置,降低初始燃烧去的氧浓度,以降低火焰的峰值温度。
空气分级燃烧一般有两类:一是整个燃烧室内的分级燃烧,另一类是单个燃烧器的分级燃烧。
燃料分级燃烧中能形成二次火焰区,在这里还原部分已生成的NOx。
延期再循环技术将烟气直接送到燃烧器,产生还原性气氛。
目前有多种类型的低NOx燃烧器广泛应用于电站锅炉和大型工业锅炉。
1)、炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器这种燃烧器与传统燃烧器的区别在于设置了一层或两层燃尽风喷口,一部分助燃空气(5%-30%)通过这些喷口进入炉膛。
前面讲的分段燃烧技术是这种燃烧器的最早形式。
这种燃烧器的主燃区处于空气过剩系数较低的工况,使得燃烧生成CO;而且燃料中的挥发分氮分解生成大量的HN、HCN、NH3以及NH2等,它们或相互复合生成N2或与生成的NOx发生还原反应,因而抑制了NOx的生成。
在顶部引入的燃尽风用于保证燃料完全燃烧。
这类燃烧器要求:a、合理的确定燃尽风(OFA)喷口与最上层煤粉喷口的距离,距离越大,分级效果越好,NO生成量的下降幅度大,但飞灰等可燃物浓度会增加。
最佳距离的确定取决于炉膛结构和燃料种类。
b、燃尽风量要适当。
风量大,分级效果好,但燃尽风量过大会引起一次燃烧区因严重缺氧而出现结渣和高温腐蚀。
对于燃煤炉合理的燃尽风量约为20%左右,对燃油和燃气炉可以再高一些。
c、燃尽风应有足够高的流速,以便能与烟气充分混合。
燃尽风一般有三种布置形式:强耦合式燃尽风、分离式燃尽风以及两者一起采用的形式。
使用两层OFA时,为保证飞灰可燃物不至于升高过多,需将煤粉磨得更细一些,目前我国对此使用较少。
OFA能减少NOx排放20%-60%。
控制效果与燃煤性质、锅炉设计、燃烧器设计和初始NOx浓度有关。
当煤中挥发分较高时,效果较好。
一些新型的OFA方法能获得更好的去除效果。
2)空气分级的低NOx旋流燃烧器在这种燃烧器的出口,助燃空气便逐渐混入煤粉-空气射流。
准确的控制燃烧器区域燃料与助燃空气的混合过程成为这种助燃器的技术关键,这种技术能控制燃料型NOx和热力型NOx的生成,同时又能具有较高的燃烧效率。
通过良好的结构设计,合理地控制燃烧器喉部空气和燃料的动量以及射流的流动方向,可以满足以上两项要求。
该燃烧器的设计是在紧靠燃烧器前沿陈生了一个主燃烧区,常称为一次火焰区。
一次火焰区内燃料相对比较富裕,经常形成实际空气量低于理论空气量的状况。
在一次火焰区的外围供入过剩的空气,形成二次火焰区,将燃料燃尽。