基于Aspen Plus的0.3 MWth CFB燃煤中試裝置全流程模擬

作者：明祥棟,段鈺鋒,柳帥,胡鵬

摘要：循環流化床鍋爐具有煤種適應性廣,負荷調節能力強,污染物超低排放等優點,被廣泛應用于煤的清潔燃燒。為探究循環流化床污染物生成和排放規律,以0.3 MWthCFB燃煤中試裝置系統為實際模型,利用Aspen Plus對煤燃燒和污染物控制裝置全流程建模。采用Gibbs最小自由能熱力學分析方法對煤燃燒產物進行了分析計算,并利用軟件自帶的靈敏度分析工具,對不同的操作參數進行了靈敏度分析,預測了鍋爐運行參數對煙氣組分、選擇性催化還原脫硝效率和石灰石-石膏濕法煙氣脫硫效率的影響規律,獲得了過量空氣系數、煙氣溫度、氨氮比和鈣硫比對NOx和SOx脫除效率以及SO3生成的影響曲線。結果表明,在循環流化床煤燃燒條件下,溫度變化對NOx和SOx的生成影響顯著,溫度升高會促進NH3、HCN等前驅物的轉化,促進燃料氮生成NOx;高溫條件下,SO2生成反應的化學平衡向正方向移動,但反應速率會隨溫度和濃度的升高而降低,SO3則與之相反。在選擇性催化還原脫硝過程中,較低溫度時,脫硝率隨溫度升高而增加,最佳活性溫度在360℃左右;SCR反應溫度低于380℃時,SO3含量呈顯著上升趨勢,380℃出現一極大值點,而后趨于平緩并略有下降。NSR<1時,脫硝率隨氨氮比增加而增加,最佳氨氮比在1.05。濕法煙氣脫硫過程中,增加鈣硫比能明顯提高脫硫效率,最佳鈣硫比在1.05左右,并降低SO3排放;脫硫系統入口煙氣溫度升高會導致脫硫效率降低,但促進了SO3的生成。

發文機構：東南大學能源與環境學院

關鍵詞：AspenPlus循環流化床燃燒中試裝置系統模擬NOxSOXAspen PlusCFBCpilot facilitysystematical simulationNOxSOx

分類號： TK229.6[動力工程及工程熱物理—動力機械及工程]X511[環境科學與工程—環境工程]