稀土尾礦對半焦燃燒特性及NOX排放特性的試驗研究.pdf

1、循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高和NOX排放低等優點，在國內外發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。為實現半焦高效潔凈燃燒，需要搞清楚半焦在循環流化床燃燒過程中NOX的影響因素及釋放特性，對半焦的有效利用和環境保護有重大意義。根據相關研究，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，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，進一步提高循環流化床鍋爐爐內的脫硝率。
　　首先，開展循環流化床鍋爐半焦原位脫硝的實驗。針對循環流化床鍋爐密相區半焦燃燒為研究對象，本文搭建了基于固定床內半焦恒溫燃燒釋放NOX的實驗平臺，開展了不同溫度、不同粒徑對半焦燃燒時NOX排放特性的影響。結果表明：隨溫度升高和粒徑變細，半焦燃燒釋放NOX降低。溫度升高，促進了半焦燃燒產物比表面積和孔容增大，有利于對NOX吸附，同時燃燒產物中含有具有催化活性的Ca和Fe，在焦

3、碳表面的活性位點上對NOX進行還原，實現了半焦原位催化脫硝。950℃時半焦峰值濃度和燃料型 N向 NOX轉化率分別降低了241.65mg/m3和8.67%，250～280目時半焦峰值濃度和燃料型 N向 NOX轉化率分別降低了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參數的研究。結果表明：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，使反應容易進行，同時燃燒產物中出現具有良好催化特性的Ca、Fe、La和Ce，降低活化能，加快燃燒反應速率，對半焦燃燒起到了助燃催化效果。添加量為5%時，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，縮短燃燒時間，增加最大失重速率，提高可燃性指數、著火穩燃特性指數和綜合燃燒特性參數。
　　根據以上實驗結果，采用立管爐研究了稀土尾礦添加量、反應溫度和尾礦粒徑對半焦燃燒釋放NOX的實驗研

5、究。結果表明：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，半焦NOX排放也降低。由于燃燒產物中含有具有催化活性的Ca、Fe、La和Ce，在循環流化床鍋爐密相區促進CO對NOX的還原，使半焦NOX降低添加50%稀土尾礦時，NOX排放量降低37.91%；反應溫度升高，稀土尾礦抑制NOX排放作用明顯，950℃時，NOX排放量降低37.35%；尾礦粒徑越細，稀土尾礦抑制NOX排放越強烈，尾礦粒徑250～280目時，NO