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水蒸气对脱灰煤焦O_(2)/H_(2)O燃烧特性的影响

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煤炭学报 2022年第7期47卷 2790-2796页

作者：邓立华白孟龙孙绍增赵义军冯冬冬哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 燃煤污染物减排国家工程实验室黑龙江哈尔滨150001

为实现“30·60”碳中和的目标,先进的燃烧技术如Oxy-steam燃烧能有效减少燃煤CO_(2)排放。基于新一代Oxy-steam燃烧技术提出的煤基固体燃料-氧-水蒸气燃烧近零排放发电系统(OCCSS)是能实现燃煤CO_(2)近零排放的发电方式之一。使用脱灰... 详细信息

为实现“30·60”碳中和的目标,先进的燃烧技术如Oxy-steam燃烧能有效减少燃煤CO_(2)排放。基于新一代Oxy-steam燃烧技术提出的煤基固体燃料-氧-水蒸气燃烧近零排放发电系统(OCCSS)是能实现燃煤CO_(2)近零排放的发电方式之一。使用脱灰煤作为燃料能省去除尘装置,同时降低煤中灰分对设备的损害。研究脱灰煤在O_(2)/H_(2)O条件下的燃烧特性,能为后续的燃烧室设计提供理论依据。采用三步酸洗法(HCL-HF-HCL)制取准东脱灰煤,使用高温管式炉在900℃制备常压焦炭,在微型流化床O_(2)/H_(2)O燃烧实验系统进行温度为950℃、O_(2)体积分数分别为5%,15%,21%,30%、H_(2)O体积分数为10%,25%,40%,60%的快速升温O_(2)/H_(2)O燃烧实验。研究不同O_(2)体积分数条件下,H_(2)O(g)对脱灰煤焦的O_(2)/H_(2)O燃烧特性的影响,探究其对燃烧进程的促进/抑制规律。在单颗粒快速升温O_(2)/H_(2)O燃烧条件下(950℃),O_(2)体积分数为5%~30%时,H_(2)O(g)对脱灰煤的燃烧过程均表现出抑制作用。O_(2)体积分数小于21%时,H_(2)O(g)体积分数变化对焦炭燃烧的抑制作用尤为明显。H_(2)O(g)体积分数从0增至60%时,低O_(2)体积分数(5%,15%)条件下焦炭的转化时间分别为34.67,23.22 s,是体积分数为21%时转化时间的1.81和1.21倍。在不同H_(2)O(g)体积分数区间,O_(2)体积分数对焦炭转化的促进效果会改变。O_(2)体积分数小于15%时,其体积分数的增加能明显促进焦炭转化;O_(2)体积分数大于15%时,其作用效果与H_(2)O(g)体积分数有关,当H_(2)O(g)体积分数不大于25%,O_(2)体积分数的增加对焦炭转化无明显的提升作用。

关键词：脱灰煤 O_(2)/H_(2)O 燃烧特性快速升温流化床

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百叶窗煤粉浓缩器内流场显示的实验研究

中国电机工程学报 2013年第29期33卷 57-62,8页

作者：管晓艳孙绍增郝伟上海应用技术学院城市建设与安全工程学院上海市奉贤区201418 哈尔滨工业大学燃烧工程研究所黑龙江省哈尔滨市150001 大连市锅炉压力容器检验研究院辽宁省大连市116013

百叶窗煤粉浓缩器作为水平浓淡燃烧技术的关键部件已在电站锅炉中得到了广泛应用。为深入研究流场结构对百叶窗煤粉浓缩器性能的影响,采用激光片光系统对百叶窗煤粉浓缩器内的流场结构进行了实验研究,获得了浓缩器内全流场信息。实验结... 详细信息

百叶窗煤粉浓缩器作为水平浓淡燃烧技术的关键部件已在电站锅炉中得到了广泛应用。为深入研究流场结构对百叶窗煤粉浓缩器性能的影响,采用激光片光系统对百叶窗煤粉浓缩器内的流场结构进行了实验研究,获得了浓缩器内全流场信息。实验结果表明,被叶片浓缩下来的颗粒流冲击到浓侧壁面,将导致浓侧出口壁面的磨损;在浓缩器出口设置适当长度的挡板将有助于避免浓淡2股气流的过早混合;叶片前端浓度的差异导致各级叶片磨损特点不同,实际应用中需要分别考虑各级叶片的防磨措施;可通过调节叶片间距来改变进入淡侧的粉量,从而改进浓缩器的性能。

关键词：百叶窗煤粉浓缩器流场显示实验

燃烧温度对神华烟煤加压燃烧过程中C/N转化特性的影响

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洁净煤技术 2022年第8期28卷 43-49页

作者：张屿杜尚斌张文达赵义军孙绍增哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

加压O_(2)/CO_(2)燃烧技术是一种可以实现CO_(2)高效捕集的新型燃烧技术。为探究煤粉在加压O_(2)/CO_(2)气氛下的燃烧特性和污染物释放特性,采用加压沉降炉试验系统在0.9 MPa压力下对神华烟煤的加压燃烧(燃烧时间0.3 s)特性和N元素迁移... 详细信息

加压O_(2)/CO_(2)燃烧技术是一种可以实现CO_(2)高效捕集的新型燃烧技术。为探究煤粉在加压O_(2)/CO_(2)气氛下的燃烧特性和污染物释放特性,采用加压沉降炉试验系统在0.9 MPa压力下对神华烟煤的加压燃烧(燃烧时间0.3 s)特性和N元素迁移释放特性进行研究。通过在线测量手段分析了O_(2)/CO_(2)气氛下,温度(1073~1273 K)对燃烧过程中气相产物CO、N_(2)O以及NO生成规律的影响。通过离线表征手段分析了温度对燃烧残炭物理化学结构变化的影响。结果表明,煤粉加压燃烧过程中,升高燃烧温度会导致煤中燃料N的气相NO_(x)转化率先升高后降低,相比N_(2)O,升高燃烧温度对NO释放的影响较弱,煤中燃料N向气相NO_(x)转化主要由N_(2)O决定。煤粉加压O_(2)/CO_(2)燃烧过程中,CO和NO浓度随燃烧温度的升高逐渐减小和增大,而N_(2)O释放随燃烧温度的升高先增后减。燃烧温度1273 K时,CO、NO、N_(2)O体积分数分别达到363.5×10^(-6)、10.2×10^(-6)和6.8×10^(-6)。FTIR结果表明,煤粉颗粒表面O—C=O结构含氧官能团比C—OH结构含氧官能团具有更高的燃烧反应活性。燃烧温度从1073 K升至1273 K时,C—O相对含量变化较小,O—C=O、C=O、C—H相对含量分别减小了1%、1%和7%,而C=C/C—C相对含量增加了7%。表明加压燃烧过程中升高温度会促进C—H结构快速消耗,同时提升残炭的芳香程度。1273 K时,煤粉燃烧残炭表面以N-5、N^(-6)形式赋存的N元素相对含量分别减少7%以及增加5%。加压O_(2)/CO_(2)燃烧过程中释放的NO_(x)含氮前驱物主要来源于焦炭中固有的N-Q结构,其相对含量变化较小。

关键词：加压燃烧神华烟煤氮转化焦炭结构加压沉降炉

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富氧燃烧条件下煤焦特性研究

热能动力工程 2012年第2期27卷 192-196,264页

作者：孙绍增陈昊孟宪宇曹华丽哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

以大同烟煤为研究对象,在高温携带流模拟反应器上,利用平流火焰燃烧器制取真实富氧燃烧气氛下的煤焦,对不同停留时间下制取的煤焦进行工业分析,讨论停留时间对煤焦的燃尽率、固定碳和挥发份的含量的影响,当停留时间超过94 ms时,煤焦的... 详细信息

以大同烟煤为研究对象,在高温携带流模拟反应器上,利用平流火焰燃烧器制取真实富氧燃烧气氛下的煤焦,对不同停留时间下制取的煤焦进行工业分析,讨论停留时间对煤焦的燃尽率、固定碳和挥发份的含量的影响,当停留时间超过94 ms时,煤焦的各种参数保持不变。利用热重分析仪进行煤焦的燃烧实验,讨论不同O2/CO2(20/80、30/70和40/60)气氛对煤焦燃烧特性的影响,并采用Coats-Refern法计算煤焦的活化能和指前因子等动力学参数,460～660℃范围内,背景气氛O2/CO2为30/70时煤焦的活化能和指前因子数值最大,为进一步研究煤焦在富氧燃烧气氛中的燃烧反应提供理论依据。

关键词：富氧燃烧煤焦活化能平流火焰燃烧器

国内外煤粉燃烧低NO_x控制技术的研究现状

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哈尔滨工业大学学报 2002年第6期34卷 826-831,837页

作者：聂其红吴少华孙绍增秦裕琨哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

阐述了煤粉燃烧过程中NOx的生成机制.比较分析了国内外煤粉燃烧低NOx控制技术研究的特点和差异,特别就两种煤粉燃烧低NOx控制技术的研究特点及应用作了比较分析.对国内外煤粉燃烧低NOx控制技术的研究现状,特别对我国在“九五”期间低NO... 详细信息

阐述了煤粉燃烧过程中NOx的生成机制.比较分析了国内外煤粉燃烧低NOx控制技术研究的特点和差异,特别就两种煤粉燃烧低NOx控制技术的研究特点及应用作了比较分析.对国内外煤粉燃烧低NOx控制技术的研究现状,特别对我国在“九五”期间低NOx煤粉燃烧技术的发展作了简要概括.同时对今后国内煤粉燃烧低NOX控制技术的发展方向提出了建议,指出我国煤粉燃烧低NOx控制技术的发展应结合我国的国情,走出自已的特色.

关键词：控制技术 NOx 煤粉燃烧电站锅炉氮氧化物生成机制

六角切圆燃烧褐煤煤粉锅炉低NO_x燃烧技术研究

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中国电机工程学报 2005年第1期25卷 158-162页

作者：秦明吴少华孙绍增孙锐成庆刚哈尔滨工业大学黑龙江省哈尔滨市150001 龙高科环境工程技术有限公司黑龙江省哈尔滨市150001

为了降低六角切向燃烧褐煤煤粉锅炉的 NOx 的排放量,文中对一台燃用褐煤的 670t/h 煤粉锅炉燃烧器、采用水平浓淡燃烧和分级送风技术后,进行了 NOx 排放特性的工业性试验研究。试验中研究了各种送风方式对 NOx 排放和燃烧特性的影响。... 详细信息

为了降低六角切向燃烧褐煤煤粉锅炉的 NOx 的排放量,文中对一台燃用褐煤的 670t/h 煤粉锅炉燃烧器、采用水平浓淡燃烧和分级送风技术后,进行了 NOx 排放特性的工业性试验研究。试验中研究了各种送风方式对 NOx 排放和燃烧特性的影响。试验表明,采用分级送风和水平浓淡燃烧相结合,NOx 排放浓度下降了 23%以上,达 388.3mg/m3,而锅炉效率有所提高,低负荷稳燃能力有所加强。

关键词：煤粉锅炉低NOx燃烧技术 NOx排放六角切圆燃烧切向燃烧低负荷稳燃锅炉效率褐煤研究工业性试验

不同温度时煤热解中HCN/NH_3的析出与CFB锅炉中NO_x生成的关联性研究

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中国电机工程学报 2011年第35期31卷 47-52页

作者：曾光孙绍增赵志强赵义军东北电力科学研究院有限公司调整试验研究所辽宁省沈阳市110006 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

为研究快速热解时煤中HCN/NH3的析出规律与燃用此煤的循环流化床锅炉NOx生成趋势的关联性,一方面在高温沉降炉上,定速率给煤粉在830,880和930℃的温度下热解,分析产物中HCN/NH3的析出规律;另一方面在CFB锅炉上,稳定煤量时调整床温在830,... 详细信息

为研究快速热解时煤中HCN/NH3的析出规律与燃用此煤的循环流化床锅炉NOx生成趋势的关联性,一方面在高温沉降炉上,定速率给煤粉在830,880和930℃的温度下热解,分析产物中HCN/NH3的析出规律;另一方面在CFB锅炉上,稳定煤量时调整床温在830,880和930℃下运行,分析烟气中NOx的生成趋势,研究两方面的关联性。研究表明:随着温度的增加,HCN的热解析出量先略微减小后增加,NH3是先增加后减少,煤中不同的氮大量热分解产生HCN/NH3的温度区间不同。随着温度的增加,热解中析出的NOx前驱物与锅炉中生成的NOx均增加。煤样中NOx前驱物的热解析出规律随温度增加的变化会引起CFB锅炉生成NOx的增加,认为燃煤CFB锅炉存在一个NOx转化临界温度。

关键词：快速热解循环流化床(CFB) HCN NH3 NOx 关联性

地下气化煤气作为多组分还原性气体脱硝的实验研究

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中国电机工程学报 2009年第14期29卷 47-51页

作者：王志强董勇马春元孙绍增山东大学能源与动力工程学院山东省济南市250061 哈尔滨工业大学燃烧工程研究所黑龙江省哈尔滨市150001

为了揭示再燃过程中地下气化煤气作为多组分还原性气体(H2、CO等)降低还原NO的影响规律,在气体反应器实验台上进行了多组分还原性气体脱硝的实验研究。实验结果表明:反应温度不变时,化学当量比增大,NO脱除率逐渐降低;化学当量比较低时,... 详细信息

为了揭示再燃过程中地下气化煤气作为多组分还原性气体(H2、CO等)降低还原NO的影响规律,在气体反应器实验台上进行了多组分还原性气体脱硝的实验研究。实验结果表明:反应温度不变时,化学当量比增大,NO脱除率逐渐降低;化学当量比较低时,随着反应温度的升高,NO脱除率逐渐升高;化学当量比较高时,再燃区存在一个最佳反应温度条件;停留时间对多组分气体再燃脱硝的影响规律表明,为提高再燃过程的脱硝效率,在锅炉设计时应尽量增加再燃燃料在再燃区的停留时间;再燃燃料比的增加使再燃区还原性气体浓度增加,这必然提高NO与还原性气体的反应速率,有利于进一步提高NO脱除。实验结果有利于了解多组分还原性气体再燃降低还原NO特性,组织良好的燃烧条件,可为理论研究提供参考依据。

关键词：地下气化煤气多组分还原性气体脱硝气体反应器

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煤粉浓缩器内气固两相流动特性的数值模拟

机械工程学报 2004年第3期40卷 35-39页

作者：孙锐孙绍增李争起高继慧吴少华秦裕琨哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

利用气固两相计算模型(IPSA模型),对水平浓淡煤粉燃烧器关键部件——百叶窗煤粉浓缩器内部压力、速度、浓度场进行了数值模拟,得出了浓缩器内气固两相流动规律,进一步分析了浓缩器的煤粉浓缩机理。计算结果表明,在浓缩器叶片上部出现高... 详细信息

利用气固两相计算模型(IPSA模型),对水平浓淡煤粉燃烧器关键部件——百叶窗煤粉浓缩器内部压力、速度、浓度场进行了数值模拟,得出了浓缩器内气固两相流动规律,进一步分析了浓缩器的煤粉浓缩机理。计算结果表明,在浓缩器叶片上部出现高煤粉浓度的带状结构,并且在浓侧出口中心位置的煤粉浓缩带内,形成局部的煤粉高浓度区域,这是百叶窗式煤粉浓缩器的主要特点,与试验研究中观察到的气固两相流动现象一致。同时在不同分流挡板开度k下对煤粉浓缩器内部流动进行了数值模拟,得到了浓缩器性能参数,给出其变化趋势,与试验结果对比吻合较好。

关键词：煤粉浓缩器气固两相流数值模拟 IPSA模型水平浓淡煤粉燃烧器煤粉锅炉