增壓流化床O2-CO2煤燃燒及NO-SO2排放特性研究.pdf

1、在眾多燃煤電站CO2捕集技術(shù)中，O2/CO2燃燒技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)低成本分離回收CO2，還能綜合控制燃煤污染物SO2和NO排放，已引起國(guó)內(nèi)外研究者高度關(guān)注。但該技術(shù)的空分制氧單元和CO2壓縮液化單元在高壓下運(yùn)行，而煤燃燒及鍋爐換熱卻在常壓下進(jìn)行，系統(tǒng)壓力的先降后升必將大幅度增加過(guò)程能耗。增壓富氧燃燒技術(shù)是基于常壓富氧燃燒提出的，即空分制氧、富氧燃燒及CO2捕集全流程均是在壓力下運(yùn)行的，避免了氣流在常壓富氧燃燒全過(guò)程不同單元間切換時(shí)的能量損耗

2、;增壓條件下，鍋爐排煙中水蒸氣凝結(jié)溫度提升，水分潛熱得以大量回收利用。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)增壓富氧燃燒的研究尚處于起步階段，且絕大多數(shù)集中在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，實(shí)驗(yàn)研究報(bào)導(dǎo)極少。由于增壓富氧燃燒反應(yīng)條件的特殊性，高分壓高濃度O2和CO2的存在必然對(duì)煤燃燒及氣體污染物排放造成很大影響。因此，深入了解壓力對(duì)O2/CO2氣氛下煤燃燒及污染物生成過(guò)程的影響將有助于加深對(duì)增壓富氧燃燒技術(shù)的認(rèn)識(shí)。
　　一方面在加壓熱重分析系統(tǒng)(PTGA)中，對(duì)增壓O2

3、/CO2氣氛下兩種典型煤種的燃燒特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分析了總壓、氧濃度、氣氛及粒徑等條件對(duì)煤燃燒特性的影響，并進(jìn)行了燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。研究發(fā)現(xiàn)，壓力對(duì)O2/CO2氣氛下煤粉燃燒特性的改善因煤種而異，提高壓力促使煙煤整體燃燒速率先上升后降低，而無(wú)煙煤則呈現(xiàn)單調(diào)上升趨勢(shì);增壓O2/CO2氣氛下煤粉的燃燒過(guò)程與O2/N2氣氛下存在較為明顯的差異，相同O2濃度下，O2/CO2氣氛下煙煤的揮發(fā)分燃燒及殘焦的燃盡均滯后;壓力提升、氧濃度增加及煤粉

4、細(xì)化均可加速煤粉著火，改善煤的燃燒特性;反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算顯示，常壓O2/CO2氣氛下煤粉燃燒基本屬于一級(jí)反應(yīng)，增壓O2/CO2氣氛下，提高壓力會(huì)改變煤粉的反應(yīng)級(jí)數(shù)。
　　另一方面在自行設(shè)計(jì)建造的小型增壓富氧流化床實(shí)驗(yàn)裝置上，考察了壓力、氣氛和溫度等運(yùn)行參數(shù)對(duì)煤燃燒后CO、SO2及NO生成的影響，并引入排放峰值和總量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)定量評(píng)價(jià)各實(shí)驗(yàn)條件對(duì)污染物排放的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:典型實(shí)驗(yàn)工況下，煤在增壓富氧燃燒時(shí)O2、 CO、NO和SO2