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超细化煤粉再燃低NOx技术 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院 Harbin Institute of Technology School of Energy Science and Engineering 　　　　　　　　　　　　　　　　　2002.3.12 主　要　内　容 　研究背景 　技术思想 　已完成的研究内容 　拟进一步开展的工作 　展望 一、研究背景 　　煤粉燃烧产生的氮氧化物（NOX）是大气污染的主要污染源之一，随着环保要求的不断提高，电站锅炉必须采用低NOx排放技术。 目前控制NOX排放的措施大致分为两类: 烟气脱氮技术，脱除烟气中的NOX 低NOX燃烧技术（炉内脱氮技术） 烟气脱氮技术初投资巨大、运行费用高，相当一段时间内，我国控制火电机组的NOX排放只能以低NOX燃烧技术为主。 　　目前国内低NOX燃烧技术主要是低过量空气系数、空气分级燃烧技术和浓淡燃烧技术，NOx排放减小 10%-30%。燃用烟煤、褐煤时可以达到现行的国家排放标准，但是燃用低挥发分的无烟煤、贫煤和劣质烟煤时还存在一定差距。 　　再燃低NOX燃烧技术又称为燃料分级或炉内还原技术，它是降低NOX排放的诸多炉内方法中最有效的措施之一，其原理见图１。 研究综述 早在1980年日本三菱公司就将再燃技术应用于实际锅炉，NOx排放减少50%以上。 美国能源部的“洁净煤技术”计划也包括再燃技术，其示范项目分别采用煤或天然气作为再燃燃料，NOx排放减少30%到70%。 国外应用再燃技术大多以天然气为再燃燃料，天然气本身含氮量低，燃烧后产生较多的CHi离子团，有利于再燃区NOx的还原。 天然气着火、燃尽特性好。 我国的大多数电厂没有稳定的天然气资源，天然气再燃技术初始投资和运行成本较高，很难推广。 存在的问题 采用煤粉作为再燃燃料将为再燃低NOx技术在我国的应用创造条件。但采用常规粒径煤粉再燃燃料，在炉膛的停留时间相对较短，再燃区的燃烧温度和还原性气氛也不利于着火和燃尽，不利于NOx的再燃，降低NOx排放。 二、技术思想 超细化煤粉再燃低NOx技术将再燃燃料－煤粉超细化,煤粉超细化后（体积平均粒径达到20微米以下），其物理结构变化极大，燃烧特性及污染物排放特性有明显的改善,煤粉的着火提前，也更易燃尽，这不仅降低了再燃煤粉的不完全燃烧损失，同时燃烧初期较常规煤粉更易形成还原气氛。还原气氛下，超细化煤粉生成NOx较常规煤粉低，超细化后煤粉比表面积的增加使焦炭还原NOx的异相反应加强。因此超细化煤粉再燃低NOx技术提高了NOx再燃效率。 三、已完成研究内容 超细化煤粉物理特性研究 超细化煤粉热天平试验研究 超细化煤粉水平电炉燃烧及NOx、SO2生成特性研究 超细化煤粉单只燃烧器燃烧及NOx、SO2生成特性研究 沉降炉再燃试验的前期准备 煤样BET比表面积与颗粒粒度的关系 TG曲线 DSC曲线 单只燃烧器试验台 试验结果 四、拟进一步开展的工作 沉降炉上进行煤粉再燃试验研究 四角燃烧试验台上进行煤粉再燃的试验研究 煤粉再燃NOx生成规律的数值模拟 超细化煤粉再燃的工程应用研究 五、展望 超细化煤粉再燃低NOx技术不仅可以减小再燃煤粉的未完全燃烧损失，提高煤粉再燃的NOx再燃率，还使贫煤、劣质烟煤等煤种作为再燃燃料成为可能，这样为煤粉再燃系统的应用带来极大的便利，超细化煤粉再燃低NOx技术是一项很有前景的低NOx技术。本研究的前期工作得到华中理工大学煤燃烧国家重点实验室开放基金(9803)和黑龙江省电力公司重点科研项目的支持。 应开展进一步的研究，以形成自主知识产权，并为工程应用奠定基础。 谢谢各位专家！ * * Reburning Zone α1 Primary combustion Zone α1 Reburning Fuel Primary Air Secondary air Burnout air Burnout Zoneα1 Flue gas Figure 1 Schematic diagram of reburning technique