潔凈煤燃燒(ránshāo)技術主講(zhǔjiǎng)：精品資料主要(zhǔyào)內容1、粉煤燃燒(ránshāo)2、先進粉煤燃燒(ránshāo)器3、煤的流化床燃燒(ránshāo)4、劣質煤及煤矸石燃燒(ránshāo)精品資料前言我國是世界耗煤第一大國，主要用于火力發電燃煤鍋爐，由于大部分火電廠未對燃煤排氣中的SO2、NOX采取措施脫除，因此造成對環境的污染越來越嚴重。

根據(gēnjù)成煤條件，中國煤炭的特點是高硫、高灰分且難洗選煤的比重較大，灰分小于15%的煤約占40%，原煤的平均灰分含量為28%左右。硫分小于1%的低硫煤約占56.4%左右，約8.2%的原煤含硫量高于2%，35.4%的原煤含硫量在1~2%;且隨著煤礦開采深度的增加，原煤中的含硫量會大幅度增加。

氮氧化物和SO2排放量隨裝機容量的增長呈上升的趨勢。精品資料前言目前主要有兩類方式對燃煤排放氣體中的SO2、NOX進行處理。一類是在爐內通過燃燒技術的改進，降低SO2、NOX排放量，這種技術主要應用(yìngyòng)于常規燃煤發電廠，稱之為煤清潔發電技術。目前已有商業應用(yìngyòng)。煤的清潔發電技術主要有：循環流化床燃燒技術（CFBC）、增壓流化床燃燒聯合循環技術（PFBC－CC）、整體煤氣化蒸汽－燃氣聯合循環技術（IGCC）。另一類是在爐后，尾部煙氣中進行脫硫脫硝。采用的主要的技術和方法主要有：1．濕法煙氣脫硫技術、2．旋轉噴霧半干煙氣脫硫技術、3．爐內噴鈣尾部增濕脫硫技術、4．電子束照射法、5．磷銨肥法、6．活性焦法等，統稱為脫硫（脫硝）技術。精品資料什么(shénme)是潔凈煤燃燒技術潔凈煤利用技術包括從煤炭開發到利用的所有技術領域，其基本領域包括煤炭加工、煤炭燃燒、煤炭轉化、污染物及CO2排放控制、固體廢棄物處理和利用。潔凈煤燃燒技術是潔凈煤利用技術中的一個重要內容，旨在煤的燃燒過程中提高效率、減少(jiǎnshǎo)污染物排放，達到煤的高效、清潔利用。精品資料煤粉高效(ɡāoxiào)燃燒技術與低NOx燃燒技術互為矛盾的兩種技術降低NOx生成與排放根本在于控制燃燒區域的溫度不能太高，但低溫燃燒又影響煤粉的燃燒率，協調好這兩項技術的應用使之達到(dádào)綜合最佳效果是目的，實際上就要求對煤粉燃燒的全過程加以控制。既能夠保證煤粉著火的穩定性，又有較低的燃燒溫度，同時有足夠長的并在一定溫度下的燃燒時間保證燃燼。精品資料第一節粉煤燃燒(ránshāo)粉煤粒徑：50-100um燃燒效率(xiàolǜ)：96%-99.5%粉煤燃燒過程：1、粉煤氣流著火2、粉煤氣流燃燒3、粉煤氣流燃盡4、粉煤燃燒結渣精品資料粉煤氣流(qìliú)著火粉煤爐安全經濟運行的重要條件；不同煤種具有不同的著火溫度，見表9-1；著火熱：粉煤達到著火溫度所需要的熱量，與著火溫度、灰分(huīfēn)、水分和一次風量有關；著火熱越小，著火越容易；一次風量盡量小，滿足揮發份燒盡即可；一次風速率：r1=Vdaf/100一次風溫度：400℃左右精品資料粉煤氣流(qìliú)燃燒粉煤燃燒的條件：足夠(zúgòu)高的爐溫；二次風適時與粉煤混合，過早混合不利于著火；過晚混合影響燃燒進程；組織好燃燒區的空氣動力場,促使粉煤與空氣的強烈混合；精品資料粉煤氣流(qìliú)燃盡燃盡率越高，燃燒效率越高；圖9-1，火焰溫度隨火焰長度越來越小，燃盡率隨火焰長度越來越大，但增加幅度較小；爐膛(lútáng)上部燃盡緩慢的原因：1、該區爐溫度低；2、氧氣濃度低；3、氧氣穿過焦炭外層灰殼的擴散阻力增大。提高燃盡率措施：爐膛(lútáng)空間足夠大；火焰長度足夠長；燃盡時間足夠長精品資料粉煤燃燒(ránshāo)結渣燃燒區溫度1400-1500℃什么是結渣？結渣帶來的危害：結渣的影響因素：灰渣性質(xìngzhì)、壁面情況、爐膛溫度場、煙氣介質性質(xìngzhì)、氣流沖刷壁面的情況等；爆炸精品資料粉煤燃燒器按出口氣流特性(tèxìng)分類：旋流式和直流式；旋流燃燒器：同軸旋流射流和直流加旋流射流組合；直流燃燒器：直流射流和直流射流組；旋流燃燒器特點？直流燃燒器特點？出口氣流旋轉，中心出現回流(huíliú)區，可卷吸爐膛內高溫煙氣，有利于穩定著火；出口氣流擾動強烈，早期混合強烈，后期混合弱，射程短，火焰粗短。四角布置射流管，切于爐膛中心形成圓形的空氣動力場；直流氣流衰減較慢，后期混合強烈精品資料直流粉煤燃燒器一、SGR型隔離煙氣再循環直流燃燒器特點：一次風噴嘴上下各設再循環煙氣，二次風噴嘴距離一次風噴嘴較遠；二、PM型污染最小化直流燃燒器特點：利用彎頭的慣性分離作用，把一次風分成上下濃淡兩股氣流（富燃料和貧燃料），同時(tóngshí)采用煙氣再循環和爐內整體分級燃燒技術；精品資料直流粉煤燃燒器三、歐洲ABB-CE公司利用一次風彎頭的慣性(guànxìng)分離作用，在彎頭出口中間設置有孔隔板，將煤粉氣流分成上濃下淡兩段氣流，形成上下濃淡煤粉燃燒器，并在噴口處裝有軸向距離可調整的V型鈍體，通過合理組織二次風，同時達到了穩定、高效、低NOx排放的燃燒效果；精品資料工業應用(yìngyòng)的旋流粉煤燃燒器FW公司利用旋風子使進入主燃燒器的一次風濃度增加，并降低一次風速以保證煤粉氣流著火穩定性，并控制NOx的生成量；B&W公司的PAX型旋流煤粉燃燒器；日本IHI公司的寬調解范圍旋流煤粉燃燒器；德國斯坦米勒公司多級分級供風旋流燃燒器；上述這些工業產品均能夠(nénggòu)保證NOx排放在400mg/Nm3以下，并具有較高燃燒效率。目前國外正在開發的低NOx燃燒技術可以控制NOx生成量是在200mg/Nm3左右，已達到了比較高的水平。精品資料粉煤燃燒器一、旋流預燃燃燒器和火焰穩定船式直流燃燒器；特點：旋流預熱，直流燃燒；船形體火焰穩定器有利于火焰保持穩定“三高區”（高粉煤濃度，高溫和高氧濃度）；二、濃淡煤粉燃燒器包括水平(shuǐpíng)濃淡、上下濃淡直流燃燒器、旋流燃燒器和可控濃淡旋流煤粉燃燒器等。精品資料濃淡燃燒器強化穩燃和低NOx排放(páifànɡ)的機理？1、穩燃：粉煤濃度增加，著火溫度下降，著火熱減少，著火時間縮短，火焰傳播速度快，著火區火焰溫度提高快，當實現最佳粉煤濃度值和最佳濃淡比時，著火穩定性大大提高；2、低排放(páifànɡ)：高粉煤濃度火焰氣流由于氧氣不足而形成還原性氣氛，NOx生成少；低粉煤濃度氣流因燃料不足、火焰溫度低NOx生成少。精品資料第二節潔凈煤燃燒技術(jìshù)發展常規煤粉潔凈燃燒(ránshāo)技術煤粉低塵燃燒(ránshāo)技術先進的潔凈煤燃燒(ránshāo)發電技術

精品資料常規煤粉潔凈(jiéjìng)燃燒技術中國火電廠煤粉鍋爐燃燒主要存在5方面的問題:鍋爐燃燒不穩定、爐膛結渣、四管爆破、燃燒效率低和環境污染。這些問題集中反映在燃燒系統上，煤質與燃燒器、爐膛、制粉系統匹配不合理、不協調等，其中最主要的是煤粉燃燒器，它是燃燒系統的核心(héxīn)。開展低NOx煤粉燃燒器的研究，通過燃燒器的分級送風或分級送粉在主燃燒區域形成氧化還原反應，降低NOx排放。精品資料煤粉低塵燃燒(ránshāo)技術

煤粉燃燒火焰與燃油火焰在實用中的最大差別在于煤粉火焰中含有大量的灰渣，這些灰渣會污染被加熱的產品和環境，堵塞窯爐。煤粉低塵燃燒技術正是為克服這一缺點而發展出來的新型燃煤技術。這項技術是使煤粉在一個圓柱形的燃燒室中進行高熱強度的半氣化(qìhuà)旋風燃燒，煤中的灰渣在旋轉流場的作用下被燃燒室的壁面捕集并在高溫下成液態渣除去，進入爐膛的是潔凈的高溫還原性火焰。在爐膛中再引入二次風進行補充燃燒以提高效率。精品資料煤粉低塵燃燒(ránshāo)技術優點：1、燃燒連續穩定、易于調節、燃燒氣氛可控等，克服了煤粉火焰(huǒyàn)含灰量高的缺點；2、其火焰(huǒyàn)的潔凈度高于水煤漿火焰(huǒyàn)，可與重油火焰(huǒyàn)相媲美；3、不須對煤進行特殊處理，只須將煤磨成煤粉，所要求的煤粉平均粒徑可以比一般煤粉燃燒爐要求的粗。4、煤粉可通過管道進行氣力輸送，整個燃燒給煤系統是封閉式的。現場沒有一般燃煤窯爐附近煤塵飛揚的缺點。精品資料先進的潔凈煤燃燒發電(fādiàn)技術超臨界煤粉燃燒（Supercritical

PCC）循環流化床（CFBC）增壓(zēnɡyā)流化床（PFBC）整體煤氣化聯合循環（IGCC）整體煤氣化燃料電池聯合循環（IGFC）精品資料超臨界煤粉燃燒(ránshāo)（Supercritical

PCC）高效超臨界發電技術是在技術已經很成熟的傳統燃煤超臨界發電技術基礎上的進一步改善，采用更高的蒸汽初參數和先進的煙氣脫硫脫硝技術。超臨界機組的最大優勢是能夠大幅度提高循環熱效率，降低發電耗煤，排放的污染物較少。技術的不足(bùzú)：目前耐高溫高壓材料成為制約超臨界煤粉燃燒技術的進一步發展的瓶頸。精品資料循環(xúnhuán)流化床（CFBC）循環流化床燃煤鍋爐與其他(qítā)類型鍋爐的最主要區別是其處于流化狀態下的燃燒過程。精品資料循環(xúnhuán)流化床燃煤鍋爐爐內工作原理

精品資料循環(xúnhuán)流化床燃燒鍋爐的優缺點優點：蓄熱量極大，燃燒穩定，對燃料的適應性好；燃燒效率可與煤粉爐相媲美；流化床鍋爐傳熱強烈；低溫燃燒，污染較輕；鍛爐設備占地面積少；負荷變化范圍大，調節特件好。存在問題：對固體顆粒分離設備的效率、耐高溫和耐磨性能要求更高；鍋爐系統的煙風阻力較大，需要采用高壓鼓風機(fēnɡjī)，存在風機(fēnɡjī)電耗高，噪聲大等問題；燃燒控制系統比較復雜，鍋爐的運行技術與常規煤粉爐有較大的不同，還未達到與常規煤粉鍋爐相當的運行與控制水平；燃燒中的NOx生成物高于常規的煤粉燃燒系統。精品資料增壓(zēnɡyā)流化床（PFBC）增壓流化床燃煤聯合循環(xúnhuán)是以增壓的流化床燃燒室(在壓力為1.0-1.6MPa下操作的鼓泡流化床或循環(xúnhuán)流化床燃燒室)為主體，以燃氣-蒸汽聯合循環(xúnhuán)為特征的新型燃煤發電技術。

精品資料增壓(zēnɡyā)流化床燃煤聯合循環的特點優點：鍋爐結構更加緊湊，對燃料的適應范圍廣，脫硫效率更高，降低污染物的排放，機組占地面積小，適合老機組的增容技術改造；存在問題：受熱面的磨蝕，NOx的排放量較高，高效除塵，粉塵排放的有效控制，燃料的處理與輸送；高溫高壓灰渣的排放與能量回收，容量和參數的提高(tígāo)受限制，運行的可靠性仍需逐步改進。精品資料整體煤氣化聯合(liánhé)循環（IGCC）目前，在潔凈(jiéjìng)煤發電領域中，被普遍認為最具有競爭力、最有發展前途的燃煤發電裝置是整體煤氣化聯合循環（IGCC）和增壓流化床聯合循環(PFBC)，二者均以燃氣-蒸汽聯合循環的原理和技術為基礎。整體煤氣化聯合循環是將煤氣化與燃氣-蒸汽聯合循環發電結合起來的一項新型燃煤發電技術，既能高效地利用煤炭資源，又有很好的環保效果，可能會成為未來世界上最潔凈(jiéjìng)的燃煤發電技術。存在問題：煤的有效氣化與煤氣的有效凈化。精品資料整體(zhěngtǐ)煤氣化燃料電池聯合循環（IGFC）整體煤氣化燃料電池聯合循環成本還太高，還沒有出現商業示范項目(xiàngmù)，并存在與整體煤氣化聯合循環一樣的不足。精品資料第三節煤的流化床燃燒(ránshāo)技術固體顆粒在自下而上的氣流作用下具有(jùyǒu)流體性質的過程稱為流化。顆粒尺度較大而操作氣速較小時在床下部形成鼓泡流化床，即其連續相是氣固乳化團，其分散相是以氣為主的氣泡。在氣泡上浮力作用下床內顆粒團之間有較強的質交換。顆粒尺度較小、操作氣速甚高，加以使用分離器使逸出物料不斷返回時，形成另一流化形態，稱循環流化床，其分散相為氣固乳化團，連續相為含少量顆粒的氣體。精品資料鼓泡流化床燃燒(ránshāo)什么是鼓泡流化狀態？布風裝置：風室和氣體分布板；布風板：花板、風帽、耐火層、隔熱層和密封層；開孔直徑、開孔率和孔排列方式(fāngshì)；風帽分布板：帶帽頭和無帽頭；停爐壓火時埋在高溫物料下易燒壞；多采用耐熱鑄鐵和耐熱不銹鋼；帶帽頭風帽分布板：布風均勻，但阻力大，帽底物料不易清除，影響流化；無帽頭風帽分布板：阻力小，制造簡單，但布風性能差；風室作用：均流和穩壓；精品資料鼓泡流化床燃燒(ránshāo)存在問題：熱效率低；埋管受熱面和爐墻磨損嚴重；石灰石脫硫時石灰石鈣利用率低；大型化難。逐漸被循環(xúnhuán)流化床鍋爐取代精品資料循環(xúnhuán)流化床燃燒區別：1、氣固分離器，煤顆粒循環燃燒，燃燒效率高；2、流化(liúhuà)狀態不同，循環流化(liúhuà)床分為三種流化(liúhuà)狀態：(1)、上下快速，(2)、下部湍動上部快速，(3)、上部鼓泡下部快速。循環流化(liúhuà)床鍋爐特點1、燃燒效率高；2、易大型化；3、低溫燃燒，分級燃燒；精品資料循環(xúnhuán)流化床燃燒相比鼓泡流化床的優點：1、延長了二氧化硫和鈣基脫硫劑的接觸時間，增大了脫硫劑的比表面積，提高了二氧化硫脫除率和鈣的利用率；2、燃料(ránliào)廣泛，優質煤種和各種劣質燃料(ránlià