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富氧燃烧高效低成本运行关键技术与示范
本成果提出了一种富氧燃烧高效低成本运行关键技术与其对应示范装置。着眼于发展经济、安全和可靠的富氧燃烧技术需求，本成果重点围绕两个关键科学技术问题：
(1)基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧火焰组织、传热调控与污染抑制原理；
(2)基于静/动态仿真的富氧燃烧系统集成优化和控制技术，组织共性技术研发和工程示范。
本成果建立了常压与加压富氧燃烧条件下的分级燃烧、传热和污染物控制理论，开发了常压富氧燃烧的分级燃烧系统，研制了加压富氧燃烧的燃烧、换热及返料等关键装备，突破了酸性气体共压缩纯化等共性关键技术，掌握了常压富氧燃烧的系统集成、优化与控制方法，并提升富氧燃烧大型化设计能力。
其中，运用富氧压缩S/N/Hg一体化脱除技术，SO₂/NOx/Hg脱除率分别达到99%，93%和98%；35MWth富氧燃烧工业示范连续运行168h，锅炉燃烧效率90.68%，烟气中CO₂浓度71-82%，NOx浓度（等效空气燃烧）110mg/Nm³。相比空气工况，富氧工况下脱汞效率（以ESP前为基准）和ESP除尘效率进一步提升。
图1 应城35MWth富氧燃烧工业示范装置平面图
图2 应城35MWth富氧燃烧工业示范系统及现场实时运行
【技术优势】
与现有的其它碳捕集技术，包括燃烧前、燃烧后碳捕集技术，富氧燃烧碳捕集技术的改造成本更低，系统效率更高、生成成本更低、投资与碳减排成本更低。
华中科技大学
2023-05-08
富氧燃烧高效低成本运行关键技术与示范
【研究背景】
我国以煤为主的能源禀赋决定了煤电将会在未来一段时间内充当托底角色，燃煤发电过程中产生的CO₂作为主要碳排放源，成为了“2030碳达峰、2060碳中和”愿景目标的现实约束。开发具有大规模CO₂捕集功能的新型低碳燃烧技术是实现“双碳”目标的关键。其中，富氧燃烧技术采用空分系统所产生的氧气(纯度>95%)代替助燃空气，同时采用烟气再循环调节炉膛内的介质温度和传热特性，实现烟气中CO₂高浓度富集，便于CO₂的分离与捕集，是最具发展前景的规模化碳捕集技术。
【成果介绍】
本成果提出了一种富氧燃烧高效低成本运行关键技术与其对应示范装置。着眼于发展经济、安全和可靠的富氧燃烧技术需求，本成果重点围绕两个关键科学技术问题：
(1)基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧火焰组织、传热调控与污染抑制原理；
(2)基于静/动态仿真的富氧燃烧系统集成优化和控制技术，组织共性技术研发和工程示范。
本成果建立了常压与加压富氧燃烧条件下的分级燃烧、传热和污染物控制理论，开发了常压富氧燃烧的分级燃烧系统，研制了加压富氧燃烧的燃烧、换热及返料等关键装备，突破了酸性气体共压缩纯化等共性关键技术，掌握了常压富氧燃烧的系统集成、优化与控制方法，并提升富氧燃烧大型化设计能力。
其中，运用富氧压缩S/N/Hg一体化脱除技术，SO₂/NOx/Hg脱除率分别达到99%，93%和98%；35MWth富氧燃烧工业示范连续运行168h，锅炉燃烧效率90.68%，烟气中CO₂浓度71-82%，NOx浓度（等效空气燃烧）110mg/Nm³。相比空气工况，富氧工况下脱汞效率（以ESP前为基准）和ESP除尘效率进一步提升。
图2 应城35MWth富氧燃烧工业示范系统及现场实时运行
【技术优势】
与现有的其它碳捕集技术，包括燃烧前、燃烧后碳捕集技术，富氧燃烧碳捕集技术的改造成本更低，系统效率更高、生成成本更低、投资与碳减排成本更低。
【技术指标】
【资质荣誉】
获日内瓦国际发明展金奖(2017)、国际自动化学会电力工业设施奖(2017)、湖北省技术发明一等奖(2018)。
华中科技大学
2023-07-19
低氮燃烧器
西安交通大学
2021-04-11
甲醇高效燃烧器
甲醇高效燃烧器，是一种以甲醇（粗甲醇、精甲醇或甲醇柴油混合燃料）为燃料，基于先进的低能耗高效雾化技术、稳燃点火技术及精密设计的空气分配技术而研发成功的高性能燃烧器，填补了国内该产品技术空白。可以替代以煤、焦粉、柴油、水煤浆及天然气等为燃料的各种燃烧器，用于锅炉、窑炉及各种工艺加热炉的加热设备。甲醇是一种无色、略带酒精味道、水溶性的液体，还是一种非常清洁的燃料。与传统燃油、燃煤燃烧器相比，由于甲醇本身含氧，燃烧时需氧较少，燃烧充分，燃烧甲醇的烟气中不含有碳粒、烟尘等颗粒物，CO、SO2、NOx等污染物的排放也很少，其污染物排放低于天然气，能够符合目前最严格的排放标准。 甲醇是一种廉价的燃料，燃耗成本低于柴油和天然气，略高于水煤浆，高于煤炭。生产甲醇的来源十分广泛，包括煤炭、合成气、天然气、石油、焦炉气、煤层气、生物质等，生产技术成熟，供应快捷、方便。甲醇汽化潜热较大，约为柴油的4倍，并且甲醇燃点较高，使得将甲醇作为燃料进行燃烧时面临点火困难和火焰强度不够等问题。这就提出对于甲醇燃烧器要采取不同于柴油燃烧器特殊设计的要求。 课题组针对不同的应用场合，对甲醇高效燃烧器采用了三种不同的雾化技术路线：（1）低压全流空气雾化燃烧技术，喷嘴前燃料压力为0.05—0.15Mpa。其中空气既是雾化剂，又是氧化剂，空气全压力3kpa—10kpa，对燃料分配、燃料喷孔数量及直径、空气多级分配、空气流路及旋流器等进行了数值模拟和精密设计加工，可以获得SMD低于50μm的雾化效果；（2）高压空气及蒸汽雾化技术，采用了内混音速射流冲击多级雾化喷嘴，可以获得SMD低于20μm的雾化效果；（3）高压离心雾化技术，基于航空发动机燃油喷射雾化技术，采用压力达2MPa的专用甲醇泵，体积小重量轻，不需要额外的雾化剂，可以获得SMD低于50μm的雾化效果。
北京航空航天大学
2021-04-13
一种多喷嘴分散燃烧的低NOx燃气燃烧器
本发明提供了一种低NOx燃气燃烧器，综合了燃料分级、烟气再循环和多点分散燃烧控制技术，具有可形成多点分散燃烧的长火焰、降低燃烧峰值温度、均匀炉内热辐射分布、操作便捷、宽调节比、超低NOx排放的特点。技术上成熟，可广泛应用于以气体燃料的各种工业燃烧器及工业炉窑、工业锅炉等燃烧设备，可实现高效燃烧与超低NOx排放。市场预测：该低NOx燃烧技术可广泛应用于采用气体燃料的各种工业燃烧器及燃烧设备。保守估计，国内具有10多万台的市场容量，以平均每台燃烧器2万元计
长沙理工大学
2021-01-12
绿色高效稀土基催化燃烧催化剂及高端催化燃烧装备
本团队经过近十年的研发，突破多项关键技术，开发出具有自主知识产权的绿色、高效、廉价稀土基催化剂，可以替代贵金属催化剂（国内外），大幅度降低生产成本，总体上达到国际先进水平，具有极强的市场竞争力，也符合“中国制造2025”稀土资源高端产业战略布局。构建了稀土（Ce，La）为基材的催化剂新体系，形成二元、三元固溶体及钙钛矿/固溶体，充分发挥稀土材料的催化功能。建立基于微结构调控的制备新工艺，超声波络合浸渍法/固相自燃法，促进多孔骨架结构层形成和纳米颗粒生长及良好分散。目前已形成面向行业的稀土基催化剂系列近十个型号催化剂，如M-C型、M-C-C型、L-M-C型、L-M-C型等。
催化剂达到催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ202702013）。
南京工业大学
2021-01-12
锅炉排烟干化污泥系统装置
项目概况 污水厂污泥的处理已经成为一个难题，和处理垃圾一样，大部分被填埋。由于城市污水的处理量越来越大（江阴市每天产生的污泥量达到900吨），不仅处理困难，而且污染环境。现阶段，很多污水厂的处理被送到发电厂进行焚烧，在一定程度上解决了污泥处理问题。但是由于污泥的含水量达到80%左右，因此，加入锅炉的污泥量仅仅为20%，从而大大限制了污泥的处理量。实验证明，如果将污泥的含水量降低到30%，送入锅炉的污泥量可以增加到50%。结果是：不仅增加了污泥处理量，而且解决燃煤减少排放，保护环境。 锅炉排放的尾部烟气的温度达到120以上，有些热电厂锅炉的排烟温度达到140℃。这些烟气直接排放到大气，造成大量热损失。为了降低污泥的含水量，设计了一套用锅炉排烟干化污泥的系统装置，利用这部分排烟热量来加热污泥。 该系统装置能够使用锅炉尾部烟气余热加热在锅炉中燃烧的污泥。经过该系统装置加热后污泥的含水量小于30%，从而使加入锅炉炉膛燃烧的污泥的含量增加，不仅节约能源、减少污染排放，而且不需要加热炉。 本系统装置在国内还未有使用先例，各环保电站正积极寻求解决方案。主要特点 该装置系统结合自动控制过程，克服使用蒸汽加热污泥的缺点，使用烟气余热加热污泥。更为重要的是，不采用加热炉床，采用污泥滚动加热法。不仅节约设备投资，而且节约处理空间。充分利用烟气循环的特点，使用烟气余热，对污泥加热。在污泥加热过程中为了防止产生大量的臭气，采用烟气再循环，将加热烟气重新送回锅炉燃烧，去除烟气中的臭气（有机物）。 技术指标1. 使用锅炉烟气余热加热污泥；2. 降低污泥含水量从80%降低到30%左右；3. 去除加热后烟气的臭味，保护环境；4. 不采用加热炉床，采用污泥滚动加热法；5. 可以实现自动控制过程。市场前景 各燃烧污泥发电厂为了增加污泥的燃烧量，都在积极寻求污泥加热方法和装置。而目前的主要加热系统采用蒸汽加热法，不仅耗能，而且装置复杂，占地大。而本装置采用烟气余热加热，不仅节能环保，而且投资少，占地面积小等特点。目前国内没有使用烟气加热的装置，具有很大的投资价值。
南京工程学院
2021-04-11
小型燃煤锅炉智能控制系统
成果简介这是一款适用于采用小型燃煤锅炉采暖或某些特定场合（如小型烘烤） 等供热系统的自能控制器。 通过控制各阶段风机、 煤机的转速及风煤比， 实现工质温度的智能控制； 系统同时具有热电偶断路、温度超限、 煤料斗缺煤和给煤机主轴过载检测等功能， 并有相应的报警提示。 控制系统具有运行稳定、 智能化、 高效和适用广泛的特点， 对于小型燃煤锅炉供热系统的节能减排和安全运行具有重要的实用价值。成熟程度和所需建设条件已做出样机。 试运行结果表明， 系统运行稳定， 对于
安徽工业大学
2021-04-14
生产燃油和燃气锅炉
鉴于目前的经济发展形势和我国的能源政策和能源消费结构发生了很大的变化，因此国内纷纷上马了一大批制造燃用油、气燃料的锅炉制造厂，主要分布在沿海一带地区，另外鉴于这些沿海地区大部分城市为国际旅游城市，对环境的要求日益严格，因此很多城市制定了二环路以内严禁使用安装的燃煤小型锅炉的规定，还有一些城市正在考虑制定一些类似的限制来保护城市环境，制造燃用油、气燃料的锅炉
西安交通大学
2021-01-12
通用锅炉水动力计算软件 HYDROSYS
基于复杂流动网络计算理论，将电站锅炉蒸发受热面抽象为以节点、受热回路和连接管等元件组成的流动网络系统，根据遵循的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及流动传热试验关联式，建立流量分配的非线性计算数学模型，采用Fortran和Visual Basic混合编程技术，开发出具有自主知识产权的通用电站锅炉水动力计算软件HYDROSYS。
软件根据系统部件以及实际功能划分为不同的设备和功能模块，各个模块间相互结合，可以对各种容量等级、各种蒸汽参数、各种炉型（П型、塔式、T型）、各种管圈型式（螺旋管圈水冷壁、垂直水冷壁）和燃烧技术（切向燃烧方式、墙式燃烧方式、W火焰方式、循环流化床燃烧方式）的亚临界汽包锅炉、超（超）临界直流锅炉水动力和壁温特性进行计算分析。
西安交通大学
2021-04-11