论文部分内容阅读
全世界的CO2排放量逐年上升,由此带来的温室效应全球极端气候、陆地淹没日趋严重。中国作为全世界CO2排放第二大国,后京都时代压力越来越大。Oxy-fuel技术是一种新型的CO2减排技术,同时,该技术该可以实现燃煤过程中NOx、SOx等多种污染物协同脱除的功能。本研究成功建立了国内首台中试规模的oxy-fuel试验台架,并在此台架上进行了oxy-fuel的NOx排放特点的研究。针对一种贫煤,分别进行了空气、O2+CO2、O2+RFG（冷循环）和O2+RFG（热循环）四种不同工况的试验。试验中对空气和O2+CO2两工况下炉膛内温度场、O2、CO、NOx等进行了测量对比。结果表明,oxy-fuel技术下采用炉膛微正压可得到90%以上CO2的烟气;由于oxy-fuel燃烧烟气排放量大为减少,oxy-fuel下炉膛出口的的NOx体积浓度比空气下的高,但转化为mg/kg煤指标后大大减少,O2+RFG（热循环）下NOx排放为2450.37mg/kg煤,相比空气下降低了53.47%,这主要是由于炉内高CO浓度和NOx的循环分解造成的。热循环下炉内喷钙的脱硝率和脱硫率分别为83.56%和93.36%。利用FLUENT商业软件对中试台架的竖直燃烧炉进行了数值研究,通过网格划分和模型选取,对空气和30%O2+70%CO2两个工况进行模拟,过量系数均为1.2。结果表明,oxy-fuel下炉膛最高温度比空气下稍微较高,炉内CO浓度比空气下高40%左右,oxy-fuel下炉内最高、容积平均和炉膛出口NOx体积浓度均比空气下高。将模拟和试验结果对比,数值模拟的结果比较符合试验测量值,数值模拟所采用的模型以及模拟方法是合适的。模拟研究表明采用oxy-fuel技术具有很明显的低NOx排放特点,燃烧过程中CO比空气气氛下要高很多,这是燃料NOx被还原的主要原因之一,而且炉内温度场也与空气气氛很相似,采用oxy-fuel技术改造现有燃煤锅炉是可行的。