稀土尾礦對半焦燃燒特性及NOX排放特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高和NOX排放低等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外發(fā)電廠中得到廣泛使用。目前，低階煤占我國煤炭資源總儲量的55%，緩解無煙煤和煙煤燃燒的壓力。為實(shí)現(xiàn)半焦高效潔凈燃燒，需要搞清楚半焦在循環(huán)流化床燃燒過程中NOX的影響因素及釋放特性，對半焦的有效利用和環(huán)境保護(hù)有重大意義。根據(jù)相關(guān)研究，稀土氧化物能抑制NOX排放，而白云鄂博稀土尾礦中包含有稀土和鐵的多種有用礦物質(zhì)，為了充分利用尾礦資源，本文研究稀土尾礦對半焦燃燒特性及N

2、OX排放的影響，進(jìn)一步提高循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)的脫硝率。
　　首先，開展循環(huán)流化床鍋爐半焦原位脫硝的實(shí)驗(yàn)。針對循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)半焦燃燒為研究對象，本文搭建了基于固定床內(nèi)半焦恒溫燃燒釋放NOX的實(shí)驗(yàn)平臺，開展了不同溫度、不同粒徑對半焦燃燒時(shí)NOX排放特性的影響。結(jié)果表明：隨溫度升高和粒徑變細(xì)，半焦燃燒釋放NOX降低。溫度升高，促進(jìn)了半焦燃燒產(chǎn)物比表面積和孔容增大，有利于對NOX吸附，同時(shí)燃燒產(chǎn)物中含有具有催化活性的Ca和Fe，在焦

3、碳表面的活性位點(diǎn)上對NOX進(jìn)行還原，實(shí)現(xiàn)了半焦原位催化脫硝。950℃時(shí)半焦峰值濃度和燃料型 N向 NOX轉(zhuǎn)化率分別降低了241.65mg/m3和8.67%，250～280目時(shí)半焦峰值濃度和燃料型 N向 NOX轉(zhuǎn)化率分別降低了160.19mg/m3和10.46%。
　　其次，采用熱重法研究稀土尾礦對半焦燃燒特性及動力學(xué)參數(shù)的研究。結(jié)果表明：添加稀土尾礦可改善半焦燃燒特性，降低活化能和提高指前因子。添加稀土尾礦后，燃燒產(chǎn)物表面不僅多孔

4、疏松，而且凹凸不平，有利于氣體地傳輸，使反應(yīng)容易進(jìn)行，同時(shí)燃燒產(chǎn)物中出現(xiàn)具有良好催化特性的Ca、Fe、La和Ce，降低活化能，加快燃燒反應(yīng)速率，對半焦燃燒起到了助燃催化效果。添加量為5%時(shí)，稀土尾礦對半焦的催化效果最佳，半焦著火溫度和燃盡溫度降低，縮短燃燒時(shí)間，增加最大失重速率，提高可燃性指數(shù)、著火穩(wěn)燃特性指數(shù)和綜合燃燒特性參數(shù)。
　　根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用立管爐研究了稀土尾礦添加量、反應(yīng)溫度和尾礦粒徑對半焦燃燒釋放NOX的實(shí)驗(yàn)研

5、究。結(jié)果表明：稀土尾礦可降低半焦NOX排放。溫度升高，半焦NOX排放降低。粒徑變細(xì)，半焦NOX排放也降低。由于燃燒產(chǎn)物中含有具有催化活性的Ca、Fe、La和Ce，在循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)促進(jìn)CO對NOX的還原，使半焦NOX降低添加50%稀土尾礦時(shí)，NOX排放量降低37.91%；反應(yīng)溫度升高，稀土尾礦抑制NOX排放作用明顯，950℃時(shí)，NOX排放量降低37.35%；尾礦粒徑越細(xì)，稀土尾礦抑制NOX排放越強(qiáng)烈，尾礦粒徑250～280目時(shí)，NO