循環(huán)流化床生物質(zhì)混煤燃燒及污染物排放特性研究.pdf

1、能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類從事各種經(jīng)濟(jì)活動的原動力。隨著人類社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量急劇增長。然而，目前世界各國正面臨著能源短缺的巨大挑戰(zhàn)。同時(shí)，由燃煤排放的污染物對環(huán)境產(chǎn)生的污染嚴(yán)重影響著國家的資源安全和社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，威脅著人類的生存。面對這種嚴(yán)峻的形勢，人類迫切要求尋找新的能源，以逐步減少和替代化石能源的使用。在眾多的可再生能源中，具有廣泛使用價(jià)值的是生物質(zhì)能。生物質(zhì)與煤共燃是利用生物質(zhì)簡單方便經(jīng)濟(jì)有效的方法

2、之一，但其利用方面還面臨著許多困難。因此，測定生物質(zhì)混煤的臨界流化速度，探討循環(huán)流化床內(nèi)生物質(zhì)混煤燃燒過程中硫氮氧化物的析出規(guī)律，以控制污染物排放，實(shí)現(xiàn)煤的高效潔凈燃燒對于實(shí)際生產(chǎn)有著十分重要的意義。 首先，本文研究了煤與生物質(zhì)的粒度分布情況，介紹了測定臨界流化速度的試驗(yàn)方法，并在臨界流化速度測定試驗(yàn)臺上測量出谷殼與貧煤在各個(gè)摻混比例下的臨界流化速度。試驗(yàn)物料包括：谷殼與貧煤分別以0％、5％、10％、20％、40％、80％、10

3、0％的摻混比例摻混。由公式求出煤的臨界流化速度值，結(jié)合實(shí)驗(yàn)回歸出谷殼的臨界流化速度關(guān)聯(lián)式，進(jìn)而求出雙組分混合系統(tǒng)的臨界流化速度，比較臨界流化速度實(shí)驗(yàn)測定值與理論計(jì)算值，并修正雙組分臨界流化速度的理論計(jì)算公式Umf=1．2xlup+us（1．05—1．2xl）。為雙組分混合系統(tǒng)的臨界流化速度的計(jì)算提供了理論公式及試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 其次，在循環(huán)流化床試驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行了生物質(zhì)混煤燃燒時(shí)的污染物排放試驗(yàn)，考察了溫度及混合比例對混煤燃燒時(shí)硫氧化物

4、析出特性的影響。與單組分貧煤相比，生物質(zhì)的SO2體積濃度非常小，當(dāng)燃燒溫度超過800℃時(shí)，煤和生物質(zhì)燃燒SO2的體積濃度都有較快的升高。隨著加入谷殼量的增多，燃燒生成的SO2體積濃度逐漸下降，其中在生物質(zhì)的摻混比例在0％到10％之間SO2的體積濃度下降的非常劇烈，從單組分煤時(shí)的630μl/l降到了300μl/l。在10％到20％之間次之，從300μl/l降到了180μl/l。在20％到100％之間SO2的體積濃度下降的非常緩慢，從180

5、μl/l下降到了70μl/l。加入過多的生物質(zhì)對于控制SO2的排放沒有太大的意義。隨著燃燒溫度的增加SO2的體積濃度也隨之增加。摻入了10％的生物質(zhì)之后，在650℃到850℃之間SO2的體積濃度增加的較為平緩，從200μl/l增加到300μl/l，在850℃到950℃之間增加的較快，從300μl/l增加到400μl/l。SO2的體積濃度與摻混了何種生物質(zhì)的關(guān)系不是很明顯?？梢哉f控制SO2的排放關(guān)鍵是控制燃燒溫度，燃燒溫度越低SO2的體積

6、濃度越低，最合適的燃燒溫度是800℃到850℃之間。 最后，在污染物排放的試驗(yàn)中，考察了溫度及混合比例對混煤燃燒時(shí)氮氧化物析出特性的影響。貧煤和生物質(zhì)分別燃燒隨著燃燒溫度的增加NOx的體積濃度也隨之增加。隨著加入生物質(zhì)的增多，燃燒生成的NOx體積濃度逐漸下降。隨著生物質(zhì)和煤的比例的增加而減小，其中在生物質(zhì)的摻混比例在0％到10％之間NOx的體積濃度下降的非常劇烈，從190μl/l下降到100μl/l，在10％到20％之間次之，從

7、100μl/l下降到80gμl/l，在20％到100％之間NOx的體積濃度下降的相對緩慢，從80μl/l下降到30μl/l。生物質(zhì)的加入可明顯降低煤燃燒時(shí)的NOx體積濃度，且隨生物質(zhì)所占比例的增加，NOx體積濃度的減小量逐漸變小。可以說加入太多的谷殼對于控制NOx的排放沒有太大的意義。隨著燃燒溫度的增加生成的氮氧化物相應(yīng)的增大，摻混10％生物質(zhì)的混煤燃燒在650℃到800℃之間氮氧化物的體積濃度增加的較為平緩，增加了大約25μl/l的N