CN101440322A - 一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备 - Google Patents
一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101440322A CN101440322A CNA2008102072371A CN200810207237A CN101440322A CN 101440322 A CN101440322 A CN 101440322A CN A2008102072371 A CNA2008102072371 A CN A2008102072371A CN 200810207237 A CN200810207237 A CN 200810207237A CN 101440322 A CN101440322 A CN 101440322A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomass
- waste
- fuel
- ash
- propellant combination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备，包括主燃料废轮胎胶粉、几种生物质废弃物、电厂褐煤灰、生物质灰、生物质矿物质、氧化铁(Fe2O3)，它们配合在适当的燃烧参数下用做再燃燃料。本发明可消除高达80％以上煤燃烧过程生成的氮氧化物(NOX)，将其转化为氮气，达到降低氮氧化物污染排放的目的，同时把这些固体废弃物能源资源化有效利用。
Description
技术领域
本发明属再燃燃料领域，特别是涉及一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备。
背景技术
氮氧化物(NOX)是煤燃烧过程生成的一种重要的污染性气体，排入大气中造成大气的严重污染。我国是以煤为主要一次能源的国家，NOX的排放控制对保持我国高质量的大气环境十分重要。随着经济的迅速发展对电力需求的增加，我国燃煤锅炉NOX的排放总量在不断增加。对于火电SO2的排放我国已开始进行有效控制，但对于烟气NOX的排放控制尚处于起步阶段。我国2002年单位发电量的NOX排放水平大大高于美国、日本、德国等发达国家的排放水平。我国目前部分地区，如广东，酸雨类型已经开始从硫酸型向硫酸硝酸复合型转变。这说明，如不采取积极措施控制NOX的排放，那么我国脱硫取得的成果将被NOX弱化。
煤在燃烧过程主要是生成燃料型NOX，控制燃料型NOX的方法可以归为两大类：一是通过改变煤或其他燃料的燃烧条件，从而减少燃料型NOX的生成量，即燃烧过程中NOX的脱除，包括空气分级燃烧、燃料分级燃烧(也叫再燃)以及各种类型的低NOX燃烧器等；二是对燃烧后生成的NOX在烟气排入大气之前脱除，即烟气脱硝技术，包括SCR、SNCR等技术。SCR烟气脱硝技术脱除效率可以很高，但它消耗大量的NH3、催化剂等且需要一定的空间安装有关设备，成本很高。再燃技术是一种很有效的炉内燃烧过程的脱硝技术。在合理的条件下，可以达到很好的总脱硝效率。再燃应用于旧锅炉改造时的成本比烟气脱硝技术，如SCR，更经济。
再燃技术把燃料的一部分在主燃区的下游送入燃烧器，主燃区已生成的NOX在再燃区的富燃料条件下被再燃燃料释放出的挥发份(主要是烃类)还原为N2。在过去近30年时间里，实验室小型实验台的研究结果和大型锅炉的实际运行结果都表明，无论是煤还是天然气的再燃，最多只能脱除大约60％左右的主燃区生成的NOX。在天然气的再燃脱硝过程中，烃自由基能有效地把NO转化为N2，同时还生成HCN和NH3两种最重要的再燃中间产物。HCN/NH3在燃烬区又被氧化为NO，因此限制了再燃脱硝效率的提高。而在煤粉再燃中，煤释放的烃类挥发份通过再燃还原NO的时候，同样生成中间产物HCN/NH3。此外，煤焦中的氮在燃烬区还进一步被氧化生成NO。因此，有效地控制再燃中间产物HCN/NH3以及控制焦氮C(N)的再次氧化是提高再燃总效率的关键途径。
目前，国际范围再燃技术所采用的再燃燃料一般为天然气和低阶煤。天然气的再燃脱硝效果很好，但考虑到经济因素其价格相对比较高，而且在大型炉膛中很难达到反应区的内部。烟煤、褐煤等含高挥发份的低阶煤做再燃燃料再燃段的脱硝效果与天然气接近，高阶煤因其挥发份含量低，再燃效果较差。煤焦氮的二次氧化也限制了煤粉再燃脱硝效率的进一步提高。此外，不同的生物质燃料及生物质气也都具有一定的再燃脱硝效果。
再燃技术是炉内脱硝技术，在煤的燃烧过程中把主燃区生成的NO进行有效的还原为N2，它实施起来方便且经济。与炉外脱硝技术，即烟气脱硝技术，如SCR相比，再燃技术不需另外占安装SCR装置的场地，投资小，日常运行费用低，且无氨泄露和腐蚀等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备，把废轮胎、生物质废弃物、褐煤灰、生物质灰等能源资源化利用，最终效率超过80％，优于昂贵的天然气再燃技术。
本发明的一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料，
混合燃料1，包括：废轮胎胶粉、褐煤灰，其中废轮胎胶粉作为主燃料，褐煤灰作为辅助的催化剂；
混合燃料2，包括：废轮胎胶粉、生物质灰及生物质矿物质，其中废轮胎胶粉作为主燃料，生物质及生物质矿物质作为辅助的催化剂；
混合燃料3，包括：生物质废弃物(包括造纸厂污泥，松树皮、松木锯末、谷物秸杆)粉碎后成的燃料、氧化铁(Fe2O3)，其中生物质废弃物作为主燃料，氧化铁(Fe2O3)作为辅助的催化剂；
所述的氧化铁(Fe2O3)为钢铁厂产生的铁锈或富含氧化铁的物质。
本发明的一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料的制备，包括：
混合燃料1的制备，将废轮胎粉碎成胶粉100目-200目，褐煤灰为电厂布袋除尘器收集的飞灰，均匀混合制得；
混合燃料2的制备，将废轮胎粉碎成胶粉100目-200目，将生物质燃烧得到生物质灰，生物质矿物质，均匀混合制得；
混合燃料3的制备，生物质废弃物(包括造纸厂污泥，松树皮、松木锯末、谷物秸杆)粉碎后成的燃料<150um，氧化铁，均匀混合制得；
混合燃料通过再燃方式用于燃煤锅炉炉内脱除氮氧化物(NOX)。燃烧条件为：再燃段的温度和化学计量比为1250℃和SR2＝0.9，燃烬段的温度和化学计量比为1150℃和SR3＝1.2。在使用生物质废弃物燃料和氧化铁组成的混合燃料时，为保证在高温下氧化铁的催化作用不降低，同时与燃料一起输入6.35％(体积比)的水蒸汽。
表1 废轮胎、生物质废弃物的元素分析(wt％，干燥基)
表2 褐煤灰、生物质灰及生物质矿物质的成分(wt％)
| Na2O | MgO | Al2O3 | SiO2 | P2O5 | SO3 | K2O | CaO | TiO | MnO2 | Fe2O3 | LOI | |
| 褐煤灰1 | 3.2 | 5.83 | 16.43 | 35.51 | 0.18 | 5.99 | 1.25 | 21.17 | 0.86 | 0.07 | 9.53 | 2.28 |
| 褐煤灰2 | 1.73 | 3.54 | 14.21 | 22.46 | <0.2 | 20.64 | 0.95 | 31.69 | 0.83 | 0.05 | 4.66 | 0.46 |
| 生物质灰 | 0.4 | 0.82 | 碳酸钙34.85 | 有机氮0.11 | 0.62 | 0.41 | 1.74 | 15.27 | - | Mn3O40.12 | - | 挥发份45.77 |
注：1：布袋除尘器所收集，2：电除尘器收集，记为ESP
生物质灰(粒径小于150μm)的工业分析结果为：固定碳18.91％，挥发份11.11％，灰份69.98％，水份13.22％。把它在燃烧烬后剩余物质为生物质矿物质。
再燃燃料的化学计量比，记做SR，SR定义为燃料燃烧时实际供给的氧原子与该燃料完全燃烧所需的氧原子的比，它精确地反映了燃烧过程供氧的情况，SR<1表示贫氧富燃料条件(再燃的必需条件)，SR>1表示富氧条件(燃烬必需条件)。再燃段的此参数记为SR2，燃烬段的此参数记为SR3。此外，在使用生物质废弃物燃料和氧化铁组成的混合燃料时，为保证在高温下氧化铁的催化作用不降低，同时与燃料一起输入6.35％(体积比)的水蒸汽。此6.35％的水蒸气为典型的煤在锅炉中燃烧后的烟气中的水蒸气含量。
把上述混合燃料通过再燃方式送入锅炉的再燃区，当SR2＝0.9，SR3＝1.2，再燃和燃烬温度分别为1250和1150℃，Fe2O3的浓度为4000ppm(按原子个数计))条件下，本发明的混合燃料的最终NO脱除效率高达80％以上。
有益效果
本发明充分利用了作为固体废弃物的废轮胎、生物质废弃物、褐煤灰、生物质灰、钢铁厂产生的铁锈(氧化铁，Fe2O3)等固体废弃物，把它们能源资源化利用，脱除了燃煤锅炉排放的氮氧化物(NOX)等大气污染物，达到节能减排的目的。本发明的最终效率超过80％，优于昂贵的天然气再燃技术，并远远超过目前电厂锅炉使用的煤粉再燃技术。因此，本发明有利于大量能源资源化处理废轮胎、生物质废弃物、褐煤灰、生物质灰、钢铁厂产生的铁锈(氧化铁，Fe2O3)等固体废弃物，同时节省天然气或煤粉，减少NOX污染排放。
附图说明
图1废轮胎胶粉、生物质废弃物的再燃脱硝效率实验结果及其与天然气的对比；
图2废轮胎胶粉与褐煤灰及生物质灰、生物质矿物质等组成的混合燃料的再燃加燃烬两段脱硝的效率；
图3废轮胎胶粉、生物质废弃物和氧化铁混合燃料的再燃+燃烬两段脱硝结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，废轮胎粉和生物质废弃物在典型再燃条件下的脱硝特性实验结果及与相同条件下天然气的再燃结果的比较。结果表明在再燃过程废轮胎粉和生物质废弃物具有和天然气一样的作用再燃脱硝，能够把NO有效转化，最佳的再燃段化学计量比SR2为0.9～0.95。
实施例2
如图2所示，废轮胎胶粉和褐煤灰等组成的混合燃料1的再燃加燃烬两段脱硝的效率及与同样条件下天然气的脱硝效率的比较。结果表明，在典型的再燃加燃烬两段脱硝过程，废轮胎胶粉和布袋除尘器收集下来的褐煤灰的脱硝效率和同样条件下天然气的效率一样好，超过80％。
实施例3
如图2所示，废轮胎胶粉和生物质灰、生物质矿物质等组成的混合燃料2的再燃加燃烬两段脱硝的效率与同样条件下天然气的脱硝效率的比较。结果表明，在典型的再燃加燃烬两段脱硝过程，当生物质灰的给料率小于0.05g/min时，废轮胎胶粉和和生物质灰组成的混合燃料的脱硝效率和同样条件下天然气的效率一样好，超过70％。。
实施例4
如图3所示，不同生物质废弃物和氧化铁混合燃料3的再燃+燃烬两段脱硝实验结果及其与天然气的对比。结果表明，本发明中由谷物秸杆和氧化铁组成的混合燃料的最终脱除NO的效率高于同样条件下天然气的脱除效率，最高达到81％。由造纸厂污泥和氧化铁组成的混合燃料最终脱除NO的效率与同样条件下天然气的脱除效率相当，超过70％。而由废轮胎与氧化铁组成的混合燃料的最终脱除NO的效率达到88％，高于同样条件下天然气的脱除效率。
Claims (4)
1.一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料，
混合燃料1，包括：废轮胎胶粉(>90％)、褐煤灰(0～10％)，其中废轮胎胶粉作为主燃料，褐煤灰作为辅助的催化剂；
混合燃料2，包括：废轮胎胶粉(>90％)、生物质灰(0～10％)或生物质矿物质(0～10％)，其中废轮胎胶粉作为主燃料，生物质及生物质矿物质作为辅助的催化剂；
混合燃料3，包括：生物质废弃物粉碎后成的燃料(>90％)、氧化铁Fe2O3(0～10％)，其中生物质废弃物作为主燃料，氧化铁Fe2O3作为辅助的催化剂；
2.根据权利要求1所述的一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料，其特征在于：所述的生物质废弃物为造纸厂污泥，松树皮、松木锯末或谷物秸杆。
3.根据权利要求1所述的一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料，其特征在于：所述的氧化铁Fe2O3为钢铁厂产生的铁锈或富含氧化铁的物质。
4.一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料的制备，包括：
混合燃料1的制备，将废轮胎粉碎成胶粉100目-200目，褐煤灰为电厂布袋除尘器收集的飞灰，均匀混合制得；
混合燃料2的制备，将废轮胎粉碎成胶粉100目-200目，将生物质燃烧得到生物质灰，生物质矿物质，均匀混合制得；
混合燃料3的制备，生物质废弃物粉碎后成的燃料<150um，氧化铁，均匀混合制得；5.根据权利要求4所述的一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料的制备，其特征在于：混合燃料通过再燃方式用于燃煤锅炉炉内脱除氮氧化物NOx。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008102072371A CN101440322A (zh) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008102072371A CN101440322A (zh) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101440322A true CN101440322A (zh) | 2009-05-27 |
Family
ID=40724935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008102072371A Withdrawn CN101440322A (zh) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101440322A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103289775A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 广西大学 | 甘蔗糖厂燃煤锅炉再燃脱硝的燃料组合物 |
| CN104830397A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-12 | 刘冬明 | 一种复合型高温环保生物质燃料及其制备方法 |
| CN104946339A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-30 | 上海理工大学 | 纳米铁基添加剂控制生物质燃烧no的方法 |
| CN108148607A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-12 | 和县伊迈炭业有限责任公司 | 一种用于取暖的无烟木炭 |
| CN108179049A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-19 | 和县伊迈炭业有限责任公司 | 一种用于室内取暖的保健型木炭 |
| CN108896430A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-27 | 中国矿业大学 | 一种煤田火区治理的复燃预判测试方法 |
| CN109370697A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-22 | 彭翔 | 一种生物质燃料制备方法 |
| CN109504485A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-22 | 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 | 利用污水厂污泥制备的固体燃料及其制备方法和应用 |
-
2008
- 2008-12-18 CN CNA2008102072371A patent/CN101440322A/zh not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103289775A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 广西大学 | 甘蔗糖厂燃煤锅炉再燃脱硝的燃料组合物 |
| CN104830397A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-12 | 刘冬明 | 一种复合型高温环保生物质燃料及其制备方法 |
| CN104830397B (zh) * | 2015-05-21 | 2017-03-29 | 黑龙江天顶能源科技有限公司 | 一种复合型高温环保生物质燃料及其制备方法 |
| CN104946339A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-30 | 上海理工大学 | 纳米铁基添加剂控制生物质燃烧no的方法 |
| CN108148607A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-12 | 和县伊迈炭业有限责任公司 | 一种用于取暖的无烟木炭 |
| CN108179049A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-19 | 和县伊迈炭业有限责任公司 | 一种用于室内取暖的保健型木炭 |
| CN108148607B (zh) * | 2018-02-02 | 2020-07-31 | 和县伊迈炭业有限责任公司 | 一种用于取暖的无烟木炭 |
| CN108179049B (zh) * | 2018-02-02 | 2020-07-31 | 和县伊迈炭业有限责任公司 | 一种用于室内取暖的保健型木炭 |
| CN108896430A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-27 | 中国矿业大学 | 一种煤田火区治理的复燃预判测试方法 |
| CN109504485A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-22 | 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 | 利用污水厂污泥制备的固体燃料及其制备方法和应用 |
| CN109370697A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-22 | 彭翔 | 一种生物质燃料制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101440322A (zh) | 一种固体废弃物高效再燃脱硝混合燃料及制备 | |
| CN100503013C (zh) | 利用生物质再燃联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg的方法及*** | |
| WO2019174241A1 (zh) | 一种铁矿石微波烧结方法 | |
| CN102364246A (zh) | 利用生物质炭再燃联合脱除燃煤烟气中NOx和Hg的方法及*** | |
| CN112377917A (zh) | 一种污泥煤泥协同资源化用于燃煤电厂锅炉脱硝的方法 | |
| CN101078517A (zh) | 一种在燃煤炉膛内同时去除SO2、NOx的方法 | |
| CN102607043A (zh) | 污泥协同稳定焚烧固体废物和抑制二恶英排放方法及装置 | |
| CN104329675A (zh) | 一种利用水泥厂窑尾***焚烧污泥的方法 | |
| CN113819469A (zh) | 一种利用电站煤粉锅炉焚烧油泥的***和方法 | |
| CN107739642A (zh) | 一种燃煤锅炉固硫脱硝清焦添加剂 | |
| CN104964286A (zh) | 一种可同时降低煤粉锅炉氮氧化物排放的污泥处理方法 | |
| CN104946339A (zh) | 纳米铁基添加剂控制生物质燃烧no的方法 | |
| CN104748572A (zh) | 一种烧结机烟气的氧化-吸收湿式脱硝***及方法 | |
| CN112642275A (zh) | 有机废弃物热解气化燃烧协同烧结脱硝一体化***和方法 | |
| CN102269418A (zh) | 一种把造纸污泥污水用于循环流化床锅炉脱硫脱氮节煤的方法 | |
| CN101485955B (zh) | 一种使用硫铁矿控制焚烧过程中二恶英排放的方法 | |
| CN105733725A (zh) | 粉煤灰型旺火砖 | |
| JPH10267221A (ja) | 流動層炉排ガスの脱硫方法 | |
| CN202630073U (zh) | 污泥协同稳定焚烧固体废物和抑制二恶英排放装置 | |
| CN101440321A (zh) | 一种废轮胎高效再燃脱硝混合燃料及制备 | |
| CN114061320B (zh) | 一种链箅机-回转窑-环冷机球团烟气循环耦合处理***及其烟气处理工艺 | |
| CN104588399A (zh) | 一种垃圾处理联合发电的装置 | |
| CN114061321B (zh) | 一种基于回转窑一次循环进风的球团烟气处理***及其烟气处理工艺 | |
| CN204412746U (zh) | 一种垃圾处理联合发电的装置 | |
| CN209663039U (zh) | 一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C04 | Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |