ISSN:1006-6772 

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张鑫

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燃煤污染物控制理论与技术

  • 中国民用煤洁净化利用现状及展望

    武建军;郭凡辉;孙少杰;董继祥;江尧;张一昕;

    概括论述了我国民用煤的来源和现状,分析了民用煤不同煤种和形态的特点,讨论了不同燃烧方式的原理及污染排放情况;根据研究现状重点分析了关于民用煤的洁净化利用方法,针对民用煤的燃前加工、燃烧技术和燃后处理三方面论述,做到从源头治理,提高过程效率,有效处理烟气污染,提出了我国民用煤洁净化利用的建议和思路:研究型煤固硫机理和影响因素,开发高固硫率型煤,研制成本低、机械性能好、适用性强的生物质型煤,推广型煤替代散煤;开发高效、洁净、低成本民用灶具,提高民用煤热效率,实现洁净燃烧;实现燃煤烟气处理系统的民用化。

    2017年04期 v.23;No.110 1-11页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 296K]
    [阅读次数:709 ]
  • 民用燃煤大气污染物控排技术对策

    何绪文;

    民用燃煤在我国煤炭消费中所占比例较大,民用燃煤粗放、低效的利用方式导致大量气态污染物的排放,造成环境污染。通过文献调研和查阅相关数据介绍了我国目前民用燃煤使用状况及大气污染物排放现状,通过数据调研可知传统的民用燃煤利用方式的主要气态污染物(颗粒物、SO_2、NO_x、VOCs)的排放因子均高于工业污染源的排放因子,因此减少民用燃煤主要大气污染物排放的有效途径是使用洁净煤替代原煤散烧及使用高效节能炉具。

    2017年04期 v.23;No.110 12-17页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 212K]
    [阅读次数:569 ]
  • 中国燃煤电厂脱硫废水处理技术研究进展及标准修订建议

    马双忱;温佳琪;万忠诚;武凯;柴晋;张净瑞;刘其彬;

    目前国内外近7成的火电厂都采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫,该法产生的脱硫废水成分复杂难以处理,是当前电力环保面临的难题;同时,随着国家环保节能法律法规的日趋严格,废水零排放技术将会上升到技术规范层面高度。燃煤电厂作为用水大户,除了耗水惊人,锅炉、循环水系统、环保单元等系统出水的水量和水质都值得进一步研究,同时考虑到相关排放标准DL/T 997—2006《石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》尚待完善,建议依据现有污废水处理技术给出科学合理的控制标准,例如通过借鉴国外发达国家基本趋于成熟的污染物排放标准体系,从浓度控制向总量控制过渡。笔者综述了我国燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水处理技术研究进展,脱硫废水的水质特点和污染物来源等问题,归纳总结了国内外污废水排放相关控制标准以及标准制定过程中的重难点,认为应该控制脱硫废水总溶解性固体TDS(尤其是氯离子)、重金属离子等污染物指标。由此,电力行业燃煤电厂脱硫废水的排放标准需要与时俱进,积极响应国家"十三五"计划,进一步规范和促进工业废水排放技术的发展,逐步改善我国的水环境。

    2017年04期 v.23;No.110 18-28+35页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 341K]
    [阅读次数:869 ]
  • 可循环再生吸附剂脱汞技术现状及发展趋势

    周煜明;杨建平;赵永椿;张军营;郑楚光;

    总结了当前燃煤烟气脱汞常用的协同脱汞技术和贵金属、金属氧化物基可再生吸附剂技术发展现状,分析了各方法的优势与存在的问题,对未来磁性可回收吸附剂的发展方向和趋势进行了展望。针对现有脱汞技术效率低、易造成二次污染等缺陷,提出了使用飞灰磁珠制备廉价可回收脱汞吸附剂的新思路。通过大量试验开发了负载Co_3O_4或CuCl_2的磁珠改性方法以增强脱汞能力和抗烟气组分干扰能力,从而能够适用于低氯复杂烟气气氛。设计了改性磁珠吸附剂喷射脱汞工艺流程,可兼顾高效脱汞与低廉的运行成本,并通过磁珠回收再利用彻底避免汞进入环境造成污染。

    2017年04期 v.23;No.110 29-35页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 181K]
    [阅读次数:599 ]
  • 水煤浆MILD燃烧数值模拟研究

    段艳松;张立麒;毛志慧;祝鑫阳;胡艺;郑楚光;

    为解决水煤浆常规燃烧存在的运行稳定性差等问题,以IFRF炉为研究对象,采用数值模拟方法尝试对水煤浆燃料进行了MILD燃烧研究。结果表明,在燃料输入功率不变的条件下,水煤浆MILD燃烧相对于常规旋流燃烧,流场的回流区域更大,烟气循环更加强烈,整体的炉膛温度更低,分布更加均匀,峰值温度最高降低了227 K,燃烧反应速率更慢,燃烧反应区面积存在区域更大,整个炉膛基本处于低氧氛围下,尾部烟气中的NO_x排放降低了50%以上。此外,水煤浆浓度的改变对炉膛流场几乎没有影响,但可以降低炉膛整体温度以及尾部烟气中NO_x排放。

    2017年04期 v.23;No.110 36-41+46页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 493K]
    [阅读次数:637 ]
  • 混煤燃烧过程中的交互作用:过量空气系数对混煤燃尽特性的影响

    马仑;汪涂维;方庆艳;郭岸龙;王廷旭;谭鹏;张成;陈刚;

    在沉降炉上对无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及不同配比(25%、50%、75%)混煤开展了过量空气系数对混煤燃尽特性影响的实验研究。结果表明,混煤燃烧中挥发分高的煤对挥发分低的煤存在促进和抑制2种交互作用。"炉外"掺烧方式下,低挥发分煤与高挥发分煤掺混时,抢风抑制作用表现明显;尤其是掺烧75%高挥发分煤时,抢风抑制作用最为显著;提高过量空气系数可以改善贫氧气氛,减弱混煤燃烧中的抢风抑制作用,提高混煤燃尽率。"炉内"掺烧方式下,过量空气系数的增加,交互作用减弱,各单煤的燃烧独立性增强,混煤燃尽率逐渐接近计算线性燃尽率。

    2017年04期 v.23;No.110 42-46页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 349K]
    [阅读次数:617 ]
  • 660MW燃煤机组SCR流场模拟优化与喷氨优化运行

    李壮扬;苏乐春;宋子健;谭鹏;周旭;张成;孙路石;陈刚;

    以某电厂660 MW亚临界燃煤机组SCR烟气脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动以及喷氨分布均匀性进行数值模拟研究。通过对比首层催化剂前烟气速度分布及NH_3浓度分布,研究了SCR反应器内均流部件对烟气流场均匀特性的影响,并且在数值模拟的基础上对喷氨方式进行了优化调整研究。研究结果表明:优化调整烟道内均流部件对速度、浓度均匀性有显著改善作用;通过分析流场不均匀性得到的分区喷氨方法能够进一步优化NH_3在烟道中分布;现场试验验证了调节喷氨格栅阀门可降低SCR反应器出口NO_x浓度。本文研究可为燃煤机组SCR系统导流板优化及实际电厂喷氨优化调试提供参考。

    2017年04期 v.23;No.110 47-52+11页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 382K]
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  • 燃煤过程中水蒸气对砷释放特性的影响

    王贺飞;王春波;邹潺;岳爽;郭辉;

    为了研究水蒸气对煤燃烧过程中砷释放特性的影响,在800~1 300℃下对庆华煤进行燃烧试验,并结合XRD分析了水蒸气对砷释放的作用机理。气氛中有水蒸气时,可以明显加快煤的失重;相同温度下,气氛中存在水蒸气时,煤中砷的逃逸有一定的增加,随着水蒸气浓度的增加,逃逸率增加趋势放缓;随着温度的增加,水蒸气对砷的逃逸率的提升效果减弱。在水蒸气气氛下灰的矿物质组成结构发生变化,石膏等硫酸盐增多,主要是水蒸气促进了石膏的形成,缩减了高活性CaO的停留时间,抑制了CaO对砷的捕捉,造成砷吸附率降低,逃逸率增加。

    2017年04期 v.23;No.110 53-57+62页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 214K]
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  • 燃煤电厂烟气三氧化硫控制冷凝法测试分析

    王凤阳;钟犁;吕海生;韩立鹏;江建忠;肖平;

    为评估燃煤电厂烟气三氧化硫测试方法及更加深入的了解燃煤电厂生产过程中三氧化硫的迁移转化规律,采用控制冷凝-离子色谱法对某燃煤电厂生产过程中烟气三氧化硫的浓度进行了采样与分析。研究结果发现:(1)控制冷凝法采样过程中的过滤装置和螺旋离心管对采样准确性有重要影响,控制冷凝法采样过程中宜采用撞击除尘与过滤除尘相结合的方式;采样过程中冷凝温度控制宜实现实时调整,精确控制;(2)控制冷凝-离子色谱法采样溶液中含有的卤素离子部分反映采样误差大小,可以根据其浓度相对高低来调整冷凝温度以降低采样误差;(3)SCR能够强烈氧化烟气中的二氧化硫生成三氧化硫,其浓度升高约3倍,空预器对三氧化硫的去除效率约为86%。

    2017年04期 v.23;No.110 58-62页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 146K]
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  • 低温焦化烟气脱硝催化剂制备与中试验证研究

    李长明;许启成;郭凤;唐诗白;余剑;

    为满足低温脱硝催化剂应用需求,优化脱硝催化剂配方,采用偏钛酸水热法成型工艺,实现了低温蜂窝体脱硝催化剂的中试和连续化工业生产,并完成5 000 m~3/h焦炉烟气脱硝中试性能验证。结果表明,催化剂产品具有较好的低温活性、强度、耐磨性以及成本优势,可分别满足300℃高硫含量(>500×10~(-6))和250℃低硫(<200×10~(-6))的高水(体积分数18%)烟气氮氧化物达标(<250×10~(-6))和超低(<75×10~(-6))排放要求,氨逃逸低于3×10~(-6),催化剂连续运行两周以上未见明显失活。270℃高硫含量(>500×10~(-6))烟气连续运行一周发现催化剂存在缓慢失活现象,表征证明催化剂失活是由硫铵类物质覆盖催化剂表面造成的,失活催化剂可通过高温焙烧再生。

    2017年04期 v.23;No.110 63-70+76页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 851K]
    [阅读次数:602 ]
  • 燃煤过程中卤族元素-溴的析出行为及治理研究

    汪伟;祁云;齐庆杰;

    为了解决煤中痕量卤素-溴的燃烧产物排放造成的污染,通过固定床管式炉煤燃烧试验,研究了燃煤过程中添加钙基质(CaO)作为固溴剂对溴化物析出的影响。结果表明:钙基质(CaO)能够有效地降低燃煤过程中溴化物的排放量;采用预混与喷射相结合的方式向锅炉中添加固溴剂能够最大限度的吸收燃煤过程中析出的溴化物,减少溴化物的排放量。此外,钙基固溴剂的脱溴效率还受燃烧温度、停留时间、钙基固溴剂(CaO)的添加量、燃烧气氛等因素的影响,燃煤过程中控制合理的钙基质与溴化物的反应条件有利于提高钙基质的脱溴效率。

    2017年04期 v.23;No.110 71-76页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 238K]
    [阅读次数:466 ]
  • 300 MWCFB锅炉提高SO_2超低排放经济性试验研究

    金森旺;刘彬;惠艳;高洪培;时正海;孙献斌;肖平;袁野;唐巍;

    为了提高锅炉机组SO_2超低排放的经济性,在某300 MWCFB锅炉开展了实炉试验,研究了CFB锅炉炉内干法脱硫与CFB-FGD脱硫相结合的两级联合脱硫技术。结果表明:通过理论分析和试验室检测可优选出炉内干法脱硫和CFB-FGD的最佳脱硫剂品种。CFB锅炉运行参数中负荷的变化同时影响两级脱硫效率。随着锅炉负荷的升高,床温和脱硫塔入口温度均呈现上升趋势。床温的升高降低了炉内脱硫效率,脱硫塔入口温度的上升提高了CFB-FGD脱硫效率。按照推荐的石灰石和生石灰物化参数及两级脱硫系统匹配方式运行,锅炉净烟气SO_2浓度满足超低排放限值要求,炉内干法脱硫与CFB-FGD脱硫剂耗量均下降,提高了SO_2超低排放的经济性,降低了脱硫成本。

    2017年04期 v.23;No.110 77-83页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 240K]
    [阅读次数:658 ]
  • 有机亚砜类催化剂催化氧化脱硫脱硝研究

    熊英莹;杨阳;白涛;

    为了开发简易、有效和成本低的燃煤烟气污染物控制方法,搭建模化试验系统,对有机亚砜类催化剂催化氧化脱硫脱硝一体化技术进行了研究。结果表明,在烟气温度150℃左右,有机亚砜类催化剂可以高效脱除单质汞和硫氧化物,并且可以脱除合成烟气中的大量氮氧化物;通过添加氢氧化铵控制系统pH值,汞脱除效率可达95%;溶液pH>6.3,SO_2脱除率99.5%以上,pH<4时,SO_2脱除率低于60%;NO_x的脱除取决于烟气中的NO和NO_2的相对形态,实际操作中烟气入口处通入强氧化剂O_3,将NO氧化为N_2O_3和NO_2,再进行后续的脱除,可以保证烟气中氮氧化物的脱除效率不低于80%。结果表明采用有机亚砜类催化剂是在低温条件下处理燃煤烟气多种污染物的可行选择。

    2017年04期 v.23;No.110 84-88页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 190K]
    [阅读次数:569 ]
  • 民用散煤污染治理(Ⅰ)不同炉具燃烧特性的对比试验研究

    梁斌;宋华;白浩隆;武琼;柏奖枝;杨晓辉;蓝天;

    为了提高市面上炉具的燃烧效率,降低民用煤散烧污染物排放,获取市面上不同燃烧方式民用炉具的燃烧特性,考察了兖矿集团研制的高效改性烟煤型煤在兖矿蓝天解耦燃烧炉具和市面上6种典型的民用炉具中的燃烧特性,包括上火速度、火力强度、烟气温度、热负荷、CO排放浓度等。根据燃烧方式可将炉具分为3类,分别是正烧类炉具、反烧类炉具及解耦燃烧炉具。结果表明,正烧类炉具具有较高的上火速度及火力强度,分别达到8℃/min和2 kW以上,但使用过程中烟囱有大量黑烟冒出,烟气污染物排放浓度高,并且排烟温度较高,平均达到300℃左右,导致炉具热效率低,热负荷难以控制,需频繁加煤,导致炉具燃烧和污染物排放具有极强的周期性;反烧类炉具因其多回程的炉膛结构原因,大部分不具备炊事功能,炉具使用过程基本无烟,减少了PM_(2.5)以及有机挥发分气体的排放,运行过程较为稳定,但由于其贯穿炉膛的送风及燃烧方式,导致料层容易烧穿,冒出大量黑烟。解耦炉具的上火速度与火力强度分别可达到6℃/min及2 kW以上,具有较好的炊事能力,使用过程无烟,且平均烟气温度不超过250℃,热效率高,热负荷易于调节,加煤周期较长,燃烧、供热稳定。同时,解耦炉具通过合理的一、二次风配比,使型煤充分燃烧,CO排放浓度低于普通正烧及反烧类炉具。通过"煤炉匹配"在实现烟煤无烟化燃烧的同时,达到上火快,火力强,好使用的目的。

    2017年04期 v.23;No.110 89-94页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 228K]
    [阅读次数:572 ]
  • 煤粉工业锅炉臭氧脱硝应用的可行性分析

    闫黎黎;

    煤炭在短期内依然是我国能源消费结构的主体,但其燃烧产生的污染物带来了严重的环境污染问题。现有脱硫脱硝工艺普遍占地大且投资及运行成本较高,不适宜煤粉工业锅炉应用。根据臭氧氧化机理,提出一种高效的锅炉烟气污染物脱除方法,并通过文献研究,证明脱硝效果,分析了影响其污染物脱除效率的主要因素,阐述了技术在国外的应用情况。介绍了煤粉工业锅炉系统现有烟气净化技术,提出采用臭氧氧化法耦合煤炭科学技术研究院有限公司自主高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)技术,完成高阶态氮氧化物和SO_2、SO_3等酸性气体、重金属Hg、As等的有效脱除,达到超低排放效果,对于形成符合煤粉工业锅炉自身特点的一体化烟气净化技术具有重要意义。

    2017年04期 v.23;No.110 95-100页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 183K]
    [阅读次数:579 ]

述评

  • 烟煤热解全流程脱硫技术应用及研究进展

    王之正;裴贤丰;

    为实现烟煤热解提质增效,从脱硫角度,调研了各工段脱硫技术的应用及研究现状,试图厘清烟煤热解全流程脱硫的思路。烟煤热解全流程脱硫包括炉前煤炭脱硫、炉中热解脱硫和炉后煤气脱硫3部分。炉前煤炭脱硫方面,重介质洗选和浮选工业应用成熟,电选、磁选、微生物及各类化学脱硫方法仍处于研究阶段;热解脱硫方面,不同气氛下热解脱硫和与添加剂共热解脱硫均处于实验室研究阶段;炉后煤气脱硫以湿法氧化法应用最为广泛。为实现全流程有效脱硫,现阶段应重点加强以下几方面工作:(1)加大炉前脱硫技术的应用范围和研究力度;(2)加强针对有机硫脱除技术的研发;(3)研发配套环保技术,减少过程污染。

    2017年04期 v.23;No.110 101-106页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 116K]
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  • 我国燃煤工业锅炉现状及分析

    刘建航;

    不同类型燃煤工业锅炉具有各自的技术优势及应用范围,为了给用户在项目立项、选择锅炉时提供正确参考,阐述了3种主流燃煤工业锅炉的技术特点、应用现状,并着重针对循环流化床锅炉和现代煤粉工业锅炉,从燃烧组织方式和技术特点两方面进行了系统的技术对比分析。经分析认为,流态化燃烧组织是循环流化床锅炉的技术基础,浓相室燃燃烧组织是现代煤粉工业锅炉的技术基础。依托密相床炉料的巨大热容量,循环流化床锅炉定位于处理高灰劣质燃料;依托低变质高活性清洁煤粉快响应着火喷燃,现代煤粉工业锅炉定位于油(气)锅炉的备份及互换。因此,二者非取舍而是互为补充的关系。

    2017年04期 v.23;No.110 107-113页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 460K]
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研究论文

  • 离子液体聚合物CO_2吸附性能研究

    郭辰辰;

    为提高离子液体吸附CO_2的性能,通过自由基聚合制备了季铵盐类离子液体聚合物,采用两步种子溶胀法使该聚合物形成多孔结构,并通过扫描电子显微镜和差热-热重分析法对其形貌和热稳定性进行表征。研究了4种溶胀剂制备的多孔聚合物吸附CO_2的性能,试验结果表明:制备的多孔聚合物具有发达的微孔结构,孔径在0.4~0.8 nm内连续分布,且较集中于0.5~0.6 nm,达到38%以上;溶胀剂的种类对孔径分布及累计孔容有显著的影响,可归因于溶胀剂与聚合物的溶解度差异,采用混合溶胀剂得到的孔径分布更加均匀,而采用环乙烷溶胀剂得到的累计孔容明显减少;多孔聚合物的CO_2吸附量主要受累计孔容的影响,累计孔容相当的聚合物吸附CO_2的量也近似,在273 K、0.101 MPa条件下,约为1.1%。

    2017年04期 v.23;No.110 114-118+122页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 314K]
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  • 重力沉降作用下的采样管路颗粒物损失

    朱润孺;

    为了研究烟尘采样系统的系统误差,采用重力沉降理论对颗粒物在水平直管段内的穿透率进行了理论计算,并以此方法为基础估算了在线监测系统水平直管段由于重力沉降造成的测量误差。结果表明,水平直采样管内的颗粒物损失会随着粒径增大、停留时间增长而显著增多;当颗粒物采样系统为烟气外抽式时,水平直管内颗粒物重力沉降会造成采样系统误差,超低排放的达标测量值应小于10 mg/m~3。以一台600 MW火电机组为例,估算出由于采样系统水平直管内颗粒物重力沉降造成的年烟尘误排量约为15.5 t。

    2017年04期 v.23;No.110 119-122页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 141K]
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  • 基于SVM的高效煤粉锅炉爆燃保护策略研究

    潘昊;

    为了提高高效煤粉锅炉的燃烧稳定性,提出了一种基于支持向量机(SVM)的爆燃保护控制策略。提取锅炉关键参数构建特征向量,采用SVM对系统历史数据进行离线训练,应用径向基函数、网格搜索算法生成系统状态分类器,并引入氧含量因子校正训练模型。锅炉运行时,分类器通过在线数据预测系统预爆燃状态并控制PLC模块执行保护程序。测试结果表明,氧含量因子取0.4时,分类器的最高交叉验证匹配率大于97%,最高预测准确率大于95%,失配率小于10%。保护策略能够有效地识别锅炉预爆燃状态,同时在锅炉正常工作状态下保持低误判率,增加了系统运行的鲁棒性。

    2017年04期 v.23;No.110 123-127页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 157K]
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  • 煤制烯烃企业全厂能量系统优化策略及应用

    李初福;姚金松;巴黎明;郜丽娟;黄峰;张朝环;张峰;姜兴剑;

    为了实现煤制烯烃企业全厂能量系统优化,提出了煤制烯烃企业全厂能量系统基于单元、子系统和全局划分的渐进协同优化策略,包括全厂用能状况分析、工艺装置用能及换热网络优化、低品位热回收和优化利用、全厂蒸汽动力系统优化等步骤。应用上述优化策略,对某60万t/a煤制烯烃企业全厂能量系统优化进行研究,得到全厂各单元能耗分布,提出了甲醇合成和甲醇制烯烃单元换热网络优化、全厂蒸汽动力系统降低蒸汽减温减压量及低品位热合理匹配利用等节能方案,理论上可以提高全厂系统能效3%以上,年节约标煤10万t以上,投资回收期小于1 a。

    2017年04期 v.23;No.110 128-132页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 180K]
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