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循环流化床锅炉N_2O生成与控制研究

廖子昱  
【摘要】:氧化亚氮N2O是一种温室效应很强的气体,在循环流化床锅炉的烟气排放中大量存在。在对135MW循环流化床发电机组的N2O排放的测试中发现,锅炉排放N2O产生的温室效应当量最多可达CO2的16.2%。随着世界气候变化问题日益严峻,N2O的排放将可能成为循环流化床技术发展的限制因素。 循环流化床中的温度、氧量、配风方式以及脱硫剂等因素都会对锅炉N2O的排放产生影响,其中N2O与温度的关系最为密切。但由于受到脱硫效率和NOx排放的限制,循环流化床中仅通过调整运行工况是无法解决N2O减排问题的。 锅炉排放的N2O来源于燃料N,在燃烧过程中燃料N向N2O的转化以及N2O在炉内发生的分解非常复杂,涉及均相反应和非均相反应两种方式,均相反应和非均相反应又都分别存在N2O生成与分解的两种趋势。通过对单颗粒煤燃烧的试验研究,不仅得到了两种煤总体燃料N向N2O和NOx的转化率,还取得了燃料N中挥发分N和焦炭N二者分别向两种氮氧化物的转化率。 循环流化床中的氮平衡与单颗粒煤燃烧时完全不同。循环流化床中燃料N向N2O的转化率是单颗粒煤在相同工况时的3-4倍,相反,NOx只有单颗粒煤转化率的1/4。这样的对比可以证明循环流化床中N2O的最主要来源是焦炭与NO的反应。 试验发现,分级燃烧可以显著降低N2O,其设计关键在于燃尽风的位置。而再燃降低N2O的效果只有当旋风分离器的温度大于950℃后才能出现。


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