流化床富氧燃烧技术的研究进展(2)

还必须考虑不同的传热系数。因为 C和 0浓度增加提高 O2 2了气体的辐射换热，以对流烟道的传热系数比常规燃烧的所传热系数高 l D【。 Oo /” 1炉内温度分布 . 3 S atmon n】一维的 C B设计模型上通过空气燃烧 as a ie[ 在 F

T mazC ai发现随着燃烧温度的不断升高，煤在 o s zke

和 O浓度为 6%的富氧燃烧两种方案对比分析了氧气浓度 2 0对 C B炉内温度分布的影响。究发现：在 O2 F研浓度为 6% 0的富氧燃烧时锅炉内温度梯度比空气燃烧时要大 (图 3所如

富氧的气体环境量的燃烧会使 r 2 s的排放量增加。G J O .Zj[】 ima发现 S 2 l“ 0生成量在刚开始的 250 S取决于氧气浓 0

度，当氧气浓度减少时，s生成量减少的趋势增大，s 2 o2 O生成量在长的反应时间里就不仅仅却决于氧气浓度了，还与其在固相中的扩散速率有关。15 N )的排放特性 . (x Hie oo a】 H R鼓泡流化床进行的富氧燃烧试 doH sd[在 NI I’:

示)。这是因为总的烟气流量下降导致了炉膛内固体颗粒均衡混合率的减小和氧气浓度上升所致。一

I -

I■ -一 I -一 --一一

斗一t I—

L.L一工 .L L—L L● ● - - ● ● ●

t '. t一 '。 l。 t I— t I‘卜‘一L -‘一I -一 k— k一‘ -

I -

斗 一： .- - - -{{{{} 十 . .:{{{{一一 -一 - .广 -一 -一一。 tI一

验发现系统能在不用烟气分离技术的条件下， c排放浓使 02度达 9%

, 6燃料氮转化生成的 NO是常规空气燃烧时的 l。, 6 J A di在一个加压流化床燃烧， . nr￣ e气化联合循环装置上进行了烟气再循环的试验并与空气气氛下的试验进行了对比。 结果发现：燃料中氮的含量和出口烟气中 O的浓度决定了 2 NO的排放量，而再循环烟气中 NO的量和入口 O浓度对它 2

一r广一广

}L

。广一

摹；辜 E辜噩簿

。r。r—r

车{===j:;=;=J}:=={={艇：=}==-

—r。 r—r一

一

.卜一卜—● - I一 .- - -■ _.一■ - -一●一●一 ■ h一■一■一● - .. I●

一

卜+

一广

孵 - j● jI:;-;1摹- I车I:享I:;I:● 1 I辜I:;I: I暑享I jI:;● ;I: - l I-一

r - .。 f.。一 - k l..^ .

I:" :::::::::::￡￡:":"::::二：:::二：:: 11 .一 --● 1 1 0 4 ' 1 4 . 4 1卫辩 - 35 - 1 4曩 0 41 1 4

-

I F+ _- - -- - - - -卜I￣ I H -F '十 -} X 4{+ -++卜 - -- . I - - -‘

的排放没有影响。 H g et发现控制一次风的比例也可以 R. u h s] s减少 N O,的排放。A S O L T MI还发现 N】 Ox的排放量随着炉膛底部平均温度升高而升高。T mazC a i t认为在氮的 o s zke m- r释放和转化之间、挥发性气体的释放和燃烧之间都存在着时间周期。以，所煤在 C B富氧气氛下的燃烧限制了氮向 N l F 0 x的转化。

q 2 4

—蕾‘ ,

图 3 C B空气燃烧和 0浓度为 6%的 F 2 0 C B富氩燃烧炉膛内部温度分布图 F

I高 c对石灰石的影响 A O2流化床富氧燃烧技术的一大优势是可以通过在炉膛内 添加石灰石来脱硫。脱硫有两个步骤：石灰石的煅烧反应和氧化钙的硫酸盐化反应。 S OMt发现石灰石发生煅烧反 AL T 】应的温度取决于 C分压的高低，其关系如图 4所示。 O2,

1其它排放物的特性 . 6 C的排放主要取决于燃料类型和炉膛温度。燃烧石油 O焦的C O排放量就比燃烧烟煤的 C O排放量低。许多研究人员( .

都发现富氧燃烧比空气燃烧所排放的 C I6 A】 O要多，原因

=

氯化曩

■●

膏氯囊曩 一l{

是高浓度的 C+ O阻碍了 C 2 O的氧化。 同时，N2富氧燃烧时的排放也应该引起注意。N2 0在 0也是一种温室气体，虽然它的排放量比 C 2 O+少得多，但是它的温室效应是 C 2 3 0倍。 2 O的 0 N O的排放主要受炉膛温度的影响。煤粉炉 N O的排放量通常小于 1p m ( 3 2 0 p以%的出口 氧气浓度为标准 ),而 C B炉因为炉膛温度较低，它的排放 F

分压^

Ca CO￣} '‘I

曼■

,/.

.C Ol 1 a 1 ll

矗

茸

-

也

l

I

量就达到了5~l p” o o￣。 o常规商业 C B的不完全燃烧碳的热值占整个锅炉输入 F热量的 1%~2%。高反应活性燃料和低反应活性燃料可能

鼍度℃

图 4石灰石煅烧反应

背离这个范围，除了燃料反应活性，锅炉温度、过剩空气系

维普资讯

6

电

站

系

统

工

程

20年第 2 07 3卷

数、旋风分离器的效率也对不完全燃烧碳有重大影响。 AL T S OM在对烟煤进行的氧气浓度为 2%￣3%的 C B富 1 0 F氧燃烧试验中发现未燃尽碳热量损失和 C B空气燃烧测试 F结果相当，然而当氧气浓度增加时，未燃尽碳热量损失减小， 这可能是因为在炉膛底部氧气的局部浓度增高的原因。 T maz C a i t,】 o s zke Il发现碳转化率随着氧气浓度的增加 r90

到最佳的情况下，惰性气体速率必然会降低。气体流速降低的主要影响是绝热燃烧温度的上升。在C B F锅炉的热循环内

舯棚棚瑚删蝴枷瑚千尉瓦

部，燃烧温度将被控制以维持一个较好的燃烧特性及避免固体颗粒结焦。Sat ie[在一维的C B as mon n】 a s F设计模型上通过空气燃烧和o浓度为6￣的富氧燃烧两种方案对比分析了 2 06,

氧气浓度对C B F锅炉结构影响 (如图6所示 )。在这两种方案中锅炉热负荷都是6 0Mw,燃料也相同。研究发现：在氧 0气体积含量占6￣的方案中流化气体速度的降低有着重要 06,意义，这就使得导致锅炉尺寸减小和建设费用降低。在锅炉出力相同的情况下，C B富氧燃烧锅炉体积只有C B F F空气燃烧

锅炉体积的3%, 8炉墙面积减少了3%, 6整个受热面积从7 4 0m2少到了55 0m2 0减 0。- g气

而增加，与炉膛温度没有太大关系，根据燃烧动力学原理，这是氧气分压提高的结果。而且，碳的转化率随着燃料消耗量的增加而不断降低，这一点当所输入的混合气体中氧气的浓度越高时就越明显。把与氧气混合的气体由 N变成 C 2 2 O时，发现碳的转化率从 2 o混合气体中氧气的含量为 2%)∞, ( 1 降到 1% ( 0混合气体中氧气的含量为 6%) O。这可能是由于反应是在较高的 C的浓度而降低了反应的动力。 O2

2 F富氧燃烧电厂的成本分析 C BC B富氧燃烧电厂的费用主要包括设计、 F采购和建设费用，简称 ( P。E C的费用主要包括所有必要的设备如： E C) P 锅炉、汽轮机、冷凝器、给水泵、引风系统、气体净化系统、 冷却系统、电气设备、控制仪表等。另外，还包括为了分离处理 C 2 O而特别配置的 C压缩、液化设备，以及空气分 O2离设备。 AL T S OM[把C B富氧燃烧电厂和没有带C 2 I F】 O处理系统的常规C B空气燃烧电厂的总建设成本主要分为三部分进 F行了对比 (如图5所示 )。从图中可以看出富氧燃烧系统常规电厂设备费用只有空气燃烧系统常规电厂设备的8%左右。 O 这是因为总的烟气流量的减少使得常规电厂设备 (炉膛、分4 .× 2 . nX 9 4矗×谭×寞 4 . mX 1 . nX6 3 0铀 03 .I 5O 26 .n

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新人文社科流化床富氧燃烧技术的研究进展(2)全文阅读和word下载服务。