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燃料再燃降低水泥回转窑NOx排放的模拟研究

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燃料再燃降低水泥回转窑NOx排放的模拟研究

作者：马月月上海应用技术大学

学位级别：硕士

气体燃料再燃技术,是采用一部分气体燃料来代替化石燃料。在降低氮氧化物排放的同时,又由于一部分化石燃料被替换掉,所以化石燃料的消耗量也减少了,达到了保护环境的目的。本论文的研究对象是4000t/d的水泥回转窑,采用CFD流体仿真软件Fl... 详细信息

气体燃料再燃技术,是采用一部分气体燃料来代替化石燃料。在降低氮氧化物排放的同时,又由于一部分化石燃料被替换掉,所以化石燃料的消耗量也减少了,达到了保护环境的目的。本论文的研究对象是4000t/d的水泥回转窑,采用CFD流体仿真软件Fluent对水泥回转窑采用气体燃料再燃进行模拟研究。由模拟结果获得窑炉内的温度场分布以及CO、CO组分浓度场的变化规律。本文总结和分析了国内外有关再燃,尤其是气体燃料再燃过程方面的研究进展,明确了有关影响气体燃料再燃效果的各种关键因素,确定了研究思路。论文主要从以下两个方面展开:对水泥厂4000t/d的水泥回转窑,在未采用燃料再燃技术前,即原始工况的情况下,进行数值模拟,并将模拟得出的结果与公开发表的论文中的实验数据进行了对比,验证了数值模拟的正确性。得出原始工况下,回转窑出口的温度大约为1320K左右,NO浓度约为1300mg/m。在明确原始工况的流场、温度场、NO浓度场以及组分浓度场之后,对水泥回转窑采用燃料再燃技术。研究的三个工况分别为:再燃区的长度、再燃区的过量空气系数以及再燃量的大小。研究结果为:再燃区长度越长,回转窑出口处NO排放量越低,即再燃脱硝率越高,但再燃区长度增加会导致燃尽区减短,所以不能无限增加再燃区长度,当再燃区长度为3m时,脱硝率大约为76.7%,回转窑出口处的NO为302mg/m,能够达到国家标准对水泥回转窑氮氧化物的排放要求;再燃区过量空气系数越大,窑出口处NO浓度越高,即再燃脱销率越低,即采用燃料再燃技术时再燃区的过量空气系数越小越好,但又不能过小,因为过小的过量空气系数会造成燃料不完全燃烧率高,所以再燃区的过量空气系数需要控制在一个合理的范围内,本文中,再燃区过量空气系数ɑ=0.75时,不仅脱硝率高而且不完全燃烧率又低;再燃量越大,再燃脱硝率越高,但是再燃量过多,其所产生的过量的中间产物会进入燃尽区,在燃尽区被再次氧化成NO,会降低脱硝效果,本文中再燃量为15%时再燃效果即可达到排放要求。

关键词：水泥回转窑燃料再燃气体燃料 NOx降低 Fluent模拟

通过再燃降低炉膛NO_x技术中再燃燃料制备问题探讨

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电站系统工程 2005年第6期21卷 38-38,41页

作者：李凤瑞黄郁明李剑李江荣池作和浙江省电力试验研究所浙江大学

1 前言燃料再燃是降低Nox的一项新技术.其原理是炉膛内已经生成的Nox遇到Chi、未完全燃烧产物CO、C和未完全燃烧中间产物HCN、CN Nhi基团时,会被还原为N2.再燃技术实施时,一般将炉膛分为3个燃烧区域:主燃烧区、再燃区和燃尽区.80%左右... 详细信息

1 前言燃料再燃是降低Nox的一项新技术.其原理是炉膛内已经生成的Nox遇到Chi、未完全燃烧产物CO、C和未完全燃烧中间产物HCN、CN Nhi基团时,会被还原为N2.再燃技术实施时,一般将炉膛分为3个燃烧区域:主燃烧区、再燃区和燃尽区.80%左右的燃料进入主燃烧区,在过量空气系数大于1条件下燃烧,生成一定量的Nox.

关键词：燃料再燃 NOx 天然气制备方法煤粉发热值

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再燃燃料中HCN对NO_x还原的影响

热能动力工程 2000年第1期15卷 4-8页

作者：钟北京傅维标清华大学工程力学系

燃烧再燃是降低ＮＯｘ排放的一项重要的炉内措施。通过对再燃区不同的空气过量系数和再燃温度条件下的数值计算，研究了用含有ＨＣＮ的天然气（ＣＨ４）作为再燃燃料的再燃过程。研究发现，再燃燃料中含氮组分的存在，以及再燃区的... 详细信息

燃烧再燃是降低ＮＯｘ排放的一项重要的炉内措施。通过对再燃区不同的空气过量系数和再燃温度条件下的数值计算，研究了用含有ＨＣＮ的天然气（ＣＨ４）作为再燃燃料的再燃过程。研究发现，再燃燃料中含氮组分的存在，以及再燃区的工况条件都对ＮＯｘ的还原率有很大的影响。因此，在实施降低ＮＯｘ排放的再燃技术过程中，应当根据实际情况对再燃区的燃烧工况进行优化，选择合适的再燃区温度和空气过量系数。

关键词：燃料再燃 NOx还原率燃烧燃料

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再燃过程中HCN对NO_x还原的重要性

燃烧科学与技术 2000年第1期6卷 77-84页

作者：钟北京傅维标清华大学工程力学系北京100084

在降低 NOx 排放的一系列方法中 ,燃料再燃是重要措施之一。通过对再燃区不同的空气过量系数和再燃温度条件下的数值计算 ,研究了天然气 ( CH4 )作为再燃燃料时 HCN对 NO再燃过程和再燃率的影响。再燃区模拟烟气成分为 :CO2 =1 6.8% ,O2... 详细信息

在降低 NOx 排放的一系列方法中 ,燃料再燃是重要措施之一。通过对再燃区不同的空气过量系数和再燃温度条件下的数值计算 ,研究了天然气 ( CH4 )作为再燃燃料时 HCN对 NO再燃过程和再燃率的影响。再燃区模拟烟气成分为 :CO2 =1 6.8% ,O2 =2 % ,NO=0 .1 %和平衡气体 N2 。研究发现 ,再燃燃料中含氮组分的存在 ,以及再燃区的工况条件都对 NOx 的再燃率有很大的影响。因此 ,在实施降低 NOx 排放的再燃技术过程中 ,应当根据实际情况对再燃区的燃烧工况进行优化 ,选择合适的再燃区温度和空气过量系数。

关键词：燃料再燃还原再燃率氮氧化物 HCN 煤粉锅炉

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煤的挥发分对NO_x再燃特性的研究

燃烧科学与技术 2000年第2期6卷 185-189页

作者：钟北京傅维标清华大学工程力学系北京100084

燃料再燃是降低烟气中 NOx排放最有效的炉内措施之一。以成分为 CO2 =16.8% ,O2 =1.95% ,NO=0 .1%和平衡气体 N2 组成的模拟烟气为对象 ,研究不同挥发分组分 ( CH4,C2 H2 和 C2 H4)作为再燃燃料时 ,再燃工况(空气过量系数和再燃温度 )对... 详细信息

燃料再燃是降低烟气中 NOx排放最有效的炉内措施之一。以成分为 CO2 =16.8% ,O2 =1.95% ,NO=0 .1%和平衡气体 N2 组成的模拟烟气为对象 ,研究不同挥发分组分 ( CH4,C2 H2 和 C2 H4)作为再燃燃料时 ,再燃工况(空气过量系数和再燃温度 )对 NOx 还原过程和还原率的影响。通过计算发现 ,不同的挥发分组分、再燃区空气过量系数及再燃区温度对 NOx

关键词：燃料再燃挥发份氧化氮排放煤

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煤粉再燃过程中NO异相还原机理的重要性

燃烧科学与技术 2002年第1期8卷 6-8页

作者：钟北京施卫伟傅维标清华大学工程力学系北京100084

用两种褐煤和一种烟煤及其煤焦作为再燃燃料 ,实验研究了再燃环境下 NO的还原。通过比较煤粉和煤焦对 NO还原过程的不同 ,分析了异相机理对 NO还原的重要性。结果表明 ,褐煤及其煤焦是有效的再燃燃料。褐煤作为再燃燃料时 ,煤焦的异相... 详细信息

用两种褐煤和一种烟煤及其煤焦作为再燃燃料 ,实验研究了再燃环境下 NO的还原。通过比较煤粉和煤焦对 NO还原过程的不同 ,分析了异相机理对 NO还原的重要性。结果表明 ,褐煤及其煤焦是有效的再燃燃料。褐煤作为再燃燃料时 ,煤焦的异相还原机理对 NO还原起重要作用。煤中的金属氧化物对 NO还原具有催化作用。

关键词：燃料再燃 NO还原异相机理煤粉褐煤煤焦 NO排放一氧化氮还原

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低氧燃烧技术在410t/h锅炉上的应用

电力设备 2008年第3期9卷 72-75页

作者：周礼学国华北京热电分公司北京市100025

文章介绍了国华北京热电分公司锅炉的低氧燃烧技术改造项目,采用分级燃烧和燃料再燃技术。控制燃料型NOx的生成是改造的重点,具体介绍了改造的方案、改造的实施、燃烧器改造的效果,并对改造后运行效果进行了评估,改造后NOx排放量基本控... 详细信息

文章介绍了国华北京热电分公司锅炉的低氧燃烧技术改造项目,采用分级燃烧和燃料再燃技术。控制燃料型NOx的生成是改造的重点,具体介绍了改造的方案、改造的实施、燃烧器改造的效果,并对改造后运行效果进行了评估,改造后NOx排放量基本控制在300mg/m3以下,锅炉效率基本与改造前一样。改造后存在的问题有:制粉系统对NOx影响明显;飞灰含碳量升高,平均值由改造前的1%升高至2.1%。

关键词：氮氧化物(NOX) 燃料再燃分级燃烧热电厂

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低氧燃烧技术在410t/h锅炉上的应用

热电技术 2007年第4期 42-45页

作者：周礼学国华北京热电分公司

燃烧过程中的过量空气是生成氮氧化物的重要条件之一,它与锅炉燃烧过程,燃料的燃烧效率等密切相关。因此,为达到最佳的燃烧效率,必须保持合理的过量空气。过量空气的存在是燃烧过程生成氮氧化物的条件。而燃烧的全过程又必须保持烟气中... 详细信息

燃烧过程中的过量空气是生成氮氧化物的重要条件之一,它与锅炉燃烧过程,燃料的燃烧效率等密切相关。因此,为达到最佳的燃烧效率,必须保持合理的过量空气。过量空气的存在是燃烧过程生成氮氧化物的条件。而燃烧的全过程又必须保持烟气中的过量氧存在。抑制氧与氮的结合,控制氮氧化物的生成,分级配风能达到整个燃烧区域的不均衡氧浓度燃烧过程,实现最大限度地限制氮氧化物生成和保证燃烧效率之目的。

关键词：氮氧化物(NOx) 燃料再燃分级燃烧

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煤粉再燃降低NOx燃烧技术

节能 2008年第11期27卷 14-16页

作者：戚红梅崔大伟西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

社会的可持续性发展,使得对环境的要求达到一个新的高度。减少氮氧化物的排放是一个亟待解决的问题,燃料再燃技术是解决此问题的一个十分可行的方法。文章分析了燃料再燃技术的原理,论述了超细煤粉再燃NOx的排放在中试试验炉上的试验和... 详细信息

社会的可持续性发展,使得对环境的要求达到一个新的高度。减少氮氧化物的排放是一个亟待解决的问题,燃料再燃技术是解决此问题的一个十分可行的方法。文章分析了燃料再燃技术的原理,论述了超细煤粉再燃NOx的排放在中试试验炉上的试验和数值模拟结果,中间储仓式热风送粉系统采用三次风再燃技术降低NOx的排放,结果表明这两种燃料再燃技术都可有效降低氮氧化物的排放。

关键词：燃料再燃超细煤粉三次风氮氧化物