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行的，避免了氣流在常壓富氧燃燒全過程不同單元間切換時的能量損耗

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)濟性分析，實驗研究報導(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O2/CO2氣氛下煤燃燒及污染物生成過程的影響將有助于加深對增壓富氧燃燒技術(shù)的認(rèn)識。
　　一方面在加壓熱重分析系統(tǒng)(PTGA)中，對增壓O2

3、/CO2氣氛下兩種典型煤種的燃燒特性進(jìn)行了實驗研究，分析了總壓、氧濃度、氣氛及粒徑等條件對煤燃燒特性的影響，并進(jìn)行了燃燒反應(yīng)動力學(xué)分析。研究發(fā)現(xiàn)，壓力對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，而無煙煤則呈現(xiàn)單調(diào)上升趨勢;增壓O2/CO2氣氛下煤粉的燃燒過程與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)動力學(xué)計算顯示，常壓O2/CO2氣氛下煤粉燃燒基本屬于一級反應(yīng)，增壓O2/CO2氣氛下，提高壓力會改變煤粉的反應(yīng)級數(shù)。
　　另一方面在自行設(shè)計建造的小型增壓富氧流化床實驗裝置上，考察了壓力、氣氛和溫度等運行參數(shù)對煤燃燒后CO、SO2及NO生成的影響，并引入排放峰值和總量兩個指標(biāo)定量評價各實驗條件對污染物排放的影響。實驗結(jié)果表明:典型實驗工況下，煤在增壓富氧燃燒時O2、 CO、NO和SO2