本书是一本有关循环流化床高温后燃超低NOx燃烧技术与工程应用的专著，书中内容主要包括高温后燃条件下炉内燃料氮的迁移转化特性、高温后燃技术后燃室内燃料氮的迁移规律、后燃室后燃风掺混特性及配风方式对NOx排放的影响、高温后燃炉内还原性气氛下的固硫特性、多煤种高温后燃超低NOx燃烧与排放特性、循环流化床锅炉高温后燃气固流动数值计算分析、循环流化床高温后燃超低NOx燃烧技术工程应用等。

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中国科学院战略性先导专项"高效清洁燃烧关键技术与示范"，项目负责人，项目编号XDA21040000

目录
丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 煤燃烧过程中NOx生成和还原机理 2
1.3 半焦及煤泥燃烧过程中NOx的生成与排放研究 5
1.4 循环流化床锅炉中NOx排放控制技术研究 7
1.5 基于循环流化床锅炉的高温后燃技术 11
第2章 高温后燃下炉内燃料氮的迁移转化特性 13
2.1 试验物料 13
2.2 试验系统 15
2.3 试验方法及样品分析 16
2.3.1 试验流程及工况 16
2.3.2 样品分析方法 16
2.3.3 燃料氮转化比例计算方法 17
2.4 炉内过量空气系数对飞灰中未燃尽碳特性的影响 17
2.4.1 飞灰中未燃尽碳的反应活性 17
2.4.2 飞灰中未燃尽碳的孔隙结构 20
2.5 炉内过量空气系数对燃料氮迁移转化的影响 22
2.5.1 炉内燃料氮迁移转化规律 22
2.5.2 原始NOx排放特性 24
2.6 本章小结 26
第3章 高温后燃技术后燃室内燃料氮的迁移规律 27
3.1 试验物料 27
3.2 试验装置及取样系统 28
3.3 试验方法及工况 29
3.4 样品分析 30
3.5 后燃室内温度分布及燃尽特性 30
3.5.1 温度分布特性 30
3.5.2 后燃室内烟气中CO浓度及飞灰碳含量变化规律 32
3.6 后燃室内燃料氮释放和转化特性 33
3.6.1 后燃室内烟气中NOx浓度及飞灰氮含量变化规律 33
3.6.2 燃料氮释放比例及迁移转化路径 35
3.7 本章小结 37
第4章 后燃室后燃风掺混特性及配风方式对NOx排放的影响 39
4.1 后燃风掺混特性冷态模化试验 39
4.1.1 冷态模化计算 40
4.1.2 冷态模化试验系统 42
4.1.3 冷态模化试验参数测量及计算 45
4.1.4 冷态模化试验结果及分析 47
4.2 后燃风掺混特性的数值模拟研究 64
4.2.1 几何模型及网格划分方法 64
4.2.2 数学模型 65
4.2.3 边界条件及离散方法 67
4.2.4 数值模拟计算结果 67
4.2.5 后燃风掺混特性影响因素分析 70
4.3 后燃风配风热态试验 77
4.3.1 热态试验物料 78
4.3.2 热态试验系统 79
4.3.3 热态试验流程及工况 79
4.3.4 热态试验样品分析 80
4.3.5 不同给煤位置的影响 80
4.3.6 后燃风分级布置的影响 83
4.3.7 后燃风通入位置的影响 85
4.4 本章小结 88
第5章 高温后燃炉内还原性气氛下的固硫特性 90
5.1 碳热还原分解CaSO4的机理研究 90
5.1.1 试验系统与方法 91
5.1.2 石墨还原分解CaSO4的试验研究 93
5.1.3 半焦还原分解CaSO4的试验研究 100
5.2 还原性气氛固硫的管式炉试验验证 107
5.2.1 试验系统与方法 107
5.2.2 CaS的氧化机理研究 107
5.2.3 CaS与CaSO4固固反应机理研究 112
5.3 还原性气氛固硫的实炉试验验证 116
5.3.1 试验物料 116
5.3.2 试验系统 117
5.3.3 试验流程及工况 118
5.3.4 烟气测量与样品分析 119
5.4 本章小结 120
第6章 多煤种高温后燃超低NOx燃烧与排放特性 121
6.1 试验物料 121
6.2 试验系统 121
6.3 试验工况 122
6.3.1 兖矿干煤泥低NOx排放试验 122
6.3.2 府谷煤及府谷半焦低NOx排放试验 123
6.3.3 神木煤及神木半焦低NOx排放试验 123
6.4 样品分析 124
6.5 兖矿干煤泥高效燃烧及低NOx排放试验 124
6.5.1 兖矿干煤泥燃烧过程中温度分布特性 124
6.5.2 兖矿干煤泥低NOx排放特性 126
6.5.3 飞灰碳元素残留及粒径特性分析 128
6.6 府谷煤及府谷半焦高效燃烧及低NOx排放试验 130
6.6.1 炉膛及后燃室温度分布特性 130
6.6.2 府谷煤及府谷半焦低NOx排放特性 132
6.6.3 飞灰中C/N元素残留特性分析 133
6.6.4 飞灰的形貌特征分析 136
6.7 神木煤及神木半焦高效燃烧及低NOx排放试验 137
6.7.1 炉膛及后燃室温度分布特性 137
6.7.2 神木煤及神木半焦低NOx排放特性 137
6.8 本章小结 139
第7章 循环流化床锅炉高温后燃气固流动数值计算分析 141
7.1 物理模型 141
7.1.1 计算方法分类 142
7.1.2 气固曳力模型 144
7.1.3 湍流模型 146
7.1.4 高温后燃气固流动计算模型假设 147
7.1.5 后燃风喷口设置评判准则 147
7.1.6 计算环境及收敛判断准则 148
7.2 75t/h煤泥循环流化床锅炉后燃优化配风数值计算 148
7.2.1 几何结构 148
7.2.2 网格划分 148
7.2.3 满负荷情况下物理模型和边界条件 149
7.2.4 后燃优化配风数值计算结果分析 150
7.2.5 小结 163
7.3 450t/h循环流化床锅炉后燃优化配风数值计算 163
7.3.1 几何结构 163
7.3.2 网格划分 163
7.3.3 满负荷情况下物理模型和边界条件 163
7.3.4 后燃优化配风数值计算结果分析 164
7.3.5 小结 171
7.4 300MW循环流化床锅炉后燃优化配风数值计算 171
7.4.1 几何结构 171
7.4.2 网格划分 171
7.4.3 满负荷情况下物理模型和边界条件 171
7.4.4 满负荷情况下后燃优化配风数值计算结果分析 172
7.4.5 70%负荷情况下后燃优化配风数值计算结果分析 193
7.4.6 55%负荷情况下后燃优化配风数值计算结果分析 200
7.4.7 小结 204
7.5 本章小结 204
第8章 循环流化床高温后燃超低NOx燃烧技术工程应用 206
8.1 75t/h煤泥循环流化床高温后燃超低NOx燃烧技术 206
8.1.1 锅炉基本设计条件 206
8.1.2 锅炉总体布置 207
8.1.3 锅炉主要技术特点 211
8.1.4 锅炉关键部件设计和参数选取 212
8.1.5 锅炉的受热面布置 215
8.1.6 锅炉高温后燃低氮系统 216
8.1.7 锅炉测点布置方案 216
8.1.8 调试试验结果及分析 219
8.1.9 小结 233
8.2 450t/h循环流化床高温后燃超低NOx燃烧技术 233
8.2.1 锅炉基本设计条件 233
8.2.2 锅炉总体布置 235
8.2.3 锅炉关键部件设计和参数选取 237
8.2.4 高温后燃低氮系统 239
8.2.5 锅炉受热面布置 241
8.2.6 试验结果及分析 242
8.2.7 小结 244
8.3 300MW循环流化床锅炉高温后燃低NOx燃烧技术 244
8.3.1 锅炉基本设计条件 244
8.3.2 锅炉燃料特性 245
8.3.3 锅炉总体布置 246
8.3.4 锅炉脱硝方式 247
8.3.5 锅炉主要运行参数 247
8.3.6 超低NOx排放技术方案 247
8.3.7 试验结果及分析 249
8.3.8 小结 254
8.4 本章小结 254
参考文献 256