超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究

【摘要】： 本文主要对电站锅炉中应用再燃技术降低NO_x排放进行了详细的研究。 在对超细煤粉再燃的试验研究中，运用一维炉及模拟烟气成功模拟了锅炉中的高温再燃区，揭示了不同煤种、不同过量空气系数、不同再燃区温度等外部条件的变化下对超细煤粉和煤焦再燃还原NO效率的影响的数据，确定了在烟气环境下各种因素对煤粉煤焦再燃还原NO效率的影响规律，并对煤焦异相还原NO对整个煤粉还原NO的贡献进行了讨论。 本文首次进行了生物质燃料作为再燃燃料还原NO的试验研究，研究表明生物质燃料再燃还原NO可以取得非常好的效果，在一定的条件下可以达到50％-70％，生物质燃料的挥发分析出和燃烧的时间都要比煤粉短，用作再燃燃料可以有效的保证锅炉的效率。本文还尝试了通过生物质挥发分同相还原NO的化学动力学计算来对生物质燃料的再燃进行模拟，计算结果和试验结果规律是一致的，说明该模型是合理的。 针对我国很多的中间储仓式的电站锅炉，本文提出了一种超细煤粉再燃改造的技术方案以降低这些电厂的NO_x排放。通过对超细煤粉的基础试验研究和具体实例的计算表明，这一技术是充分可行的。 超细煤粉再燃技术中的一个关键技术问题是要解决超细煤粉的来源问题，本文在第五章主要进行了下抽气旋风分离器的试验研究，其目的是要提出一种简单高效的超细煤粉的收集方法。试验结果表明下抽气旋风分离器在控制一定的抽气量和抽气位置的情况下，是可以收集到足够量的细粉的，为了探究在下抽气对旋风分离器流场的影响，对旋风分离器进行了数值计算，模拟了旋风分离器内流场及颗粒在分离器中的运动轨迹。 最后，本文对电厂的一台200MW的四角切园的锅炉应用再燃改造方案后炉内的情况进行了数值计算模拟，研究了四角切圆锅炉内NO_x的生成规律和再燃技术应用后对NO的还原效果，并对锅炉进行改造后炉内的流场和温度场进行了计算，为工程应用提供参考。