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NOX 생성 억제를위한 분쇄 된 석탄 및 라이브 배팅 사이트의 공동 발사 기술 개발

Ishii Hiroki, Ohno Emi, Kozaki Takahiro, Ito Takamasa, Fujimori Toshiro

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- JSME (일본어), 86 권, 문제 883 -

ishii hiroki: R & D 부서, 엔지니어링 센터, 탄소 솔루션 사업 단위, 자원, 에너지 및 환경 사업 영역
Ohno Emi: 카본 솔루션 사업부 부국장/부국장, 자원, 에너지 및 환경 사업 영역
Kozaki Takahiro: Carbon Solution Business Unit, Resources, Energy & Environment Business Area, Engineering Center, R & D 부서 선임 관리자
Ito Takamasa: 박사, 철학 박사, 에너지 전환 그룹, 기술 플랫폼 센터, 기술 및 인텔리전스 통합 수석 관리자
Fujimori Toshiro : 공학 박사, 기술 고문, 기술 및 인텔리전스 통합

석탄 화력 보일러에서 CO2 배출량을 줄이기 위해, 연료로 사용되는 경우 탄소 함량이없는 라이브 배팅 사이트에 대한 기대가 있습니다. 반면, 라이브 배팅 사이트가 석탄보다 질소 함량이 높기 때문에 NOX 배출량이 증가 할 것이라는 우려가 있습니다. 이 연구에서, 10 MWTH 시험 용광로를 사용하여, 라이브 배팅 사이트 주사 속도는 20% 공동 발사 비의 매개 변수로서 라이브 배팅 사이트 주사 속도로 라이브 배팅 사이트 및 분쇄 된 석탄 공동 발사 시험을 수행 하였다. 결과는 공동 발사의 NOX 배출이 단일 석탄 조합의 NOX 배출량과 동일하다는 것을 보여 주었다. 또한, NOX에 대한 2 단계 조합 비율, 열 입력 및 연료 비율의 효과를 평가하기위한 공동 발사 시험이 수행되었다. 결과는 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 NOX 배출량을 줄이기위한 조건을 명확히했다.

1. 소개

지구 온난화를 예방하기 위해 석탄 화력 보일러에서 CO2 배출량을 줄여야 할 필요가있는 가운데 탄소 함량이없는 연료로 수소를 이용할 것으로 기대됩니다. 그러나 운송 및 보관 비용은 수소의 대중화를 물고있는 한 요인입니다. 용액으로서, 라이브 배팅 사이트는 수소와 비교하여 액화, 운반 및 저장하기가 비교적 쉬운 수소 함량이 높은 에너지 캐리어로서 많은 관심을 끌고 있습니다. 그러나 라이브 배팅 사이트는 많은 양의 질소를 함유하고 있기 때문에 석탄 화력 보일러의 연료로 사용되면 연도 가스의 NOX 양이 기존의 단일 석탄 조합에 비해 증가한다는 우려가 있습니다.

석탄 화력 보일러에서 생산 된 NOX는 주로 공기 중 질소의 산화에 의해 생성 된 열 NOX보다 질소의 산화에 의해 생성 된 연료 NOX입니다. 혼합물을 2 단계로 나누는 2 단계 조합과 같은 NOX 배출을 줄이기 위해 다양한 측정이 구현되었으며, 여기서 첫 번째 단계에서 연료가 풍부한 압축이 수행되고 NOX 생성이 억제되고, 두 번째 단계에서 완전한 조합이 수행됩니다. 2 단계 조합에서, 비교적 낮은 공기 비율로 1 단계 조합을 수행함으로써, 분쇄 된 석탄 내에서 휘발성 물질의 배출은 화염 감소의 형성을 달성하는 것과 동시에 촉진되어 NOX 생성을 억제한다. 질소가 풍부한 라이브 배팅 사이트와 분쇄 된 석탄이 공동 연합 될 때 위에서 설명한 2 단계 조합 방법을 사용하여 NOX 생성을 억제 할 수 없다는 우려가 있었다.

이 연구에서, 우리는 20% (LHV)의 공동 발사 비율로 10 MWTH 클래스의 열 입력을 갖는 조합 시험 용광로를 사용하여 분쇄 된 석탄/라이브 배팅 사이트 공동 발사 테스트를 수행했으며, NOX 생성을 단일 석탄 혼합물로 억제하면서 안정적인 조합을 달성하는 데 성공했습니다. 또한, 라이브 배팅 사이트 공동 발사 동안 연도 가스 특성에 대한 2 단계 조합 비율의 효과가 조사되었다. 따라서, 적절한 2 단계 조합 비율을 설정하면 단일 석탄 조합과 동일한 NOX 방출 수준을 갖는 라이브 배팅 사이트 공동 발사가 가능합니다. 이것은 라이브 배팅 사이트가 1 단계 조합 영역에서 생성 된 NOX를 감소시킬 가능성을 시사한다. 또한, 라이브 배팅 사이트 공동 발사 기술을 실제 보일러 용광로에 적용하기 위해서는 저재 조건 하에서 공동 발사의 타당성을 명확히해야한다. 이를 위해, 다른 열 입력 및 석탄 연료 비율을 갖는 공동 발사 시험을 수행하고, 연도 가스 조성에 미치는 영향을 조사 하였다. 이 테스트는 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 NOX 배출량이 낮은 부하 조건 하에서도 단일 석탄 조합의 방출과 동일하다는 것을 확인했으며, 이는 상업용 용광로에 적용될 때 부분 하중에서 라이브 배팅 사이트 공동 발사가 가능하다는 것을 시사한다. 또한, 연료 비율이 다른 석탄을 사용하여 동일한 조합 조건 하에서 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 결과로 NOX 배출에 유의 한 차이가 없음을 확인했습니다.

2. 테스트 장비 및 방법

2.1 테스트 장비

분쇄 된 석탄/라이브 배팅 사이트 공동 발사 테스트는 10 MWTH 클래스의 열 입력이있는 조합 테스트 용광로를 사용하여 수행되었습니다. 그림 1은 조합 테스트 퍼니스의 주요 흐름도를 보여줍니다. 버너는 조합 테스트 퍼니스의 전면에 위치합니다. 강제 초안 팬으로부터 공급 된 공기는 공기 히터의 연도 가스로 가열되어 조합 공기로 버너로 운반됩니다. 결합 공기의 일부는 Mill Air Fan이 공급하는 공기에 설치된 오버 에어 포트에 공급됩니다. 공기 팬이 공기 히터에 연도 가스로 가열 된 다음 분쇄 된 석탄에 공급하여 석탄을 건조시키고 분쇄 된 석탄을 운반하는 데 사용됩니다. 분쇄 된 석탄은 분쇄 된 석탄 빈에 저장됩니다. 분쇄 된 석탄 공급기와 함께 저장된 분쇄 된 석탄 빈은 1 차 공기 팬으로부터 공급 된 전달 공기로 버너에 공급됩니다. 유도 된 드래프트 팬은 퍼니스에 공기에 공급되어 용광로 내부에 음압을 생성합니다. 연도 가스는 시험 용광로의 출구에서 샘플링되며 그 조성물은 가스 분석기에 의해 측정됩니다.

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그림. 테스트 용광로의 주요 흐름도 1

그림 2는 버너의 개략도입니다. 버너 출구는 axismetric이며 버너에는 내부 실린더, 외부 실린더, 에어 레지스터 및 중앙의 윈드 박스가 있습니다. 분쇄 된 석탄 빈으로부터 배출 된 분쇄 된 석탄은 내부와 외부 실린더 사이의 흐름 경로를 따라 1 차 공기와 함께 공급된다. 조합 공기는 외부 실린더의 외부와 바람 박스로 둘러싸인 경로를 따라 공급됩니다. 연소 공기 흐름 경로에 위치한 공기 레지스터는 Axismetric 위치에 다수의 이동식 Vanes를 가지며, 이들의 각도를 변경하여 공기 소용돌이 힘을 조정할 수 있습니다. 압축 공기가 소용돌이 치면 버너의 전면에 재순환 흐름이 확립됩니다. 재순환 흐름으로 인해 고온 조합 가스와 연료가 빠르게 혼합 될 때, 연료 내에서 휘발성 물질 및 질소 함유 물질의 배출이 촉진되고, 이는 환원 대기에서 안정적인 불꽃의 형성과 NOX의 감소를 달성합니다.

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그림. 2 버너의 개략도

라이브 배팅 사이트 공급 장치는 라이브 배팅 사이트를 버너에 공급하고 최대 0.38 톤/h의 라이브 배팅 사이트를 지속적으로 공급할 수 있습니다. 라이브 배팅 사이트 공급 장치에 0.5 톤 용량을 갖는 4 개의 실린더를 설치할 수 있으며, 이는 2 개의 온수 증발기가 장착되어 있습니다. 라이브 배팅 사이트는 증발기를 통과하여 기화되고 분쇄 된 석탄 버너의 중앙에 설치된 특수 목적 노즐에 공기와 혼합하지 않고 개별적으로 운송되며 질량 유량을 제어합니다. 라이브 배팅 사이트가 공급되면 분쇄 된 석탄은 미리 연소되고 라이브 배팅 사이트가 불꽃을 향해 날아갑니다.

2.2 테스트 방법

표 1테스트에 사용 된 석탄과 라이브 배팅 사이트의 특성을 보여줍니다. 연료 비율이 다른 두 가지 유형의 석탄이 제조되었습니다. 혼합물 시험의 열 입력은 7에서 10 MWTH 사이로 설정됩니다. 라이브 배팅 사이트의 유속은이 일련의 테스트에서 공동 발사 속도가 20%가되도록 조정됩니다. 단일 석탄 조합 동안 라이브 배팅 사이트가 공동 발사하는 동안 연도 가스에서 NOX의 차이를 평가하기 위해, 연도 가스는 시험 용광로 출구에서 지속적으로 빨고 NOX는 분석기로 측정됩니다. 또한, 연도 가스가 빨고 프로브 및 Cl2O 농도, NH3 농도 및 재에서 UBC (UBC)로 샘플링됩니다.

표 1 석탄 및 라이브 배팅 사이트의 특성

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3. 테스트 결과 및 통찰력

3.1 NOX 방출에 대한 라이브 배팅 사이트 주입 속도의 영향 및 분쇄 된 석탄/라이브 배팅 사이트 공동 발사의 실현 가능성

그림 3단일 석탄 혼합물 및 라이브 배팅 사이트 공동 발사에 대한 스택의 입구에서 연도 가스에서 CO2 및 O2 농도의 시계열 데이터를 보여줍니다. 라이브 배팅 사이트 공동 발사는 여기에서 언급 된 라이브 배팅 사이트 주사 속도 조건 하에서 수행되었다. 단일 석탄 혼합물과 비교하여 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서, 석탄 혼합물의 양이 20% 감소하고 연도 가스의 CO2 농도도 20% 감소한 것으로 확인되었다. NH3 농도는 단일 석탄 조합의 것과 동일하며, 주사 된 라이브 배팅 사이트는 용광로에서 실제로 완전히 연소 된 것으로 간주됩니다. 가스 조성의 작은 변동은 안정적인 조합을 보여줍니다.

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그림. 3연도 가스 조성의 시간 기록. 단일 석탄 조합 및 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우, 스택 입구에서 CO2, O2 및 NH3 농도는 시간이 작은 변동을 가졌다.

그림 4단일 석탄 조합 및 20% 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 불타는 불꽃을 보여줍니다.그림 4- (b)혼합물 공기의 소용돌이 힘이 상대적으로 약하면 라이브 배팅 사이트가 공동 발사에 의해 생성 된 불꽃을 보여줍니다. 우리는이 경우 화염의 점화점이 단일 석탄 혼합물의 것보다 버너 포트에서 더 멀리 있음을 확인했습니다. 이것은 화상 속도가 낮은 라이브 배팅 사이트로 인한 것으로 간주됩니다.그림 4- (c)혼합물 공기의 소용돌이가 증가하고 조정 된 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 불꽃을 보여줍니다. 이 조건에서 불꽃의 점화점은 단일 석탄 혼합물의 점화점과 유사합니다.

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그림. 4불꽃 모양. 복합 공기의 약한 소용돌이와 공동 발사하는 라이브 배팅 사이트의 경우, 점화 지점은 단일 석탄 조합과 비교하여 버너 포트에서 멀리 떨어진다. 콤비네이션 공기의 강한 소용돌이로 단일 석탄 조합과 동일한 수준입니다

시간이 지남에 따라 안정적인 연도 가스 조성의 결과, 방향이없는 라이브 배팅 사이트의 부재 및 단일 석탄 조합과 유사한 불꽃의 형성으로 인해, 우리는 분쇄 된 석탄 버너의 중심으로부터 라이브 배팅 사이트 주사 방법을 사용하여 라이브 배팅 사이트 공동 발사가 가능하다고 판단합니다. 불꽃의 점화점은 라이브 배팅 사이트 주사 속도에 의한 단일 석탄 조합의 것과 동일하게 조정됩니다.

아래 설명은 분쇄 된 석탄/라이브 배팅 사이트 공동 발사 버너입니다. 이 연구를 위해 개발 된 분쇄 된 석탄/라이브 배팅 사이트 공동 발사 버너는 라이브 배팅 사이트가 버너의 전면에 불꽃이 형성되는 재순환 흐름 영역으로 날아가는 구조입니다. 이 구조는 강한 환원 구역에 라이브 배팅 사이트를 공급함으로써 라이브 배팅 사이트의 산화를 억제하는 것을 목표로한다. NOX 방출에 대한 버너의 중심에서 퍼니스 로의 라이브 배팅 사이트 주사 속도의 효과를 조사하기 위해, 기본 속도는 수치 시뮬레이션에 의해 결정되기 위해 라이브 배팅 사이트가 분쇄 된 석탄 화염의 재순환 흐름에 빠지기에 충분한 운동량을 갖기 위해 수치 시뮬레이션에 의해 결정되었다.

그림 522880_23293

라이브 배팅 사이트

여기, nnoxFlue Gas Nox 및 N연료주사 연료 (석탄 및 라이브 배팅 사이트)에 포함 된 질소 수준을 표현합니다.

그림. 라이브 배팅 사이트의 상대 속도의 함수로서 5 NOX 농도 및 CR. 라이브 배팅 사이트의 기본 속도를 갖는 라이브 배팅 사이트의 라이브 배팅 사이트의 경우, NOX 농도는 단일 석탄 조합의 것보다 6 ~ 16% 더 작습니다.

기본 라이브 배팅 사이트 주입 속도와의 공동 발사 조건에서, NOX 농도는 단일 석탄 조합에서 154 내지 171 ppm에 비해 144ppm이었으며, 이는 단일 석탄 조합보다 6 ~ 16% 낮았다. 그러나, 라이브 배팅 사이트 주사 속도가 5 배의 염기를 사용했을 때, NOX 농도는 187 ppm이었으며, 이는 단일 석탄 조합에서보다 20 ~ 30 ppm이었다. 이것은 라이브 배팅 사이트 주사 속도가 너무 높으면 라이브 배팅 사이트가 버너 재순환 유동 구역에서 반응하지 않고 2 단계 조합 영역에서 라이브 배팅 사이트의 산화가 Nox의 증가로 이어진다는 것으로 간주된다.
위의 결과는 버너 센터에서 라이브 배팅 사이트가 적절한 속도로 공급되면 NOX를 단일 석탄 조합과 동일한 수준으로 억제 할 수 있음을 시사합니다.

3.2 연도 가스 조성에 대한 2 단계 조합 비율 및 공기비의 영향

2 단계 조합 비율 (RT.S), 나중에 방정식으로 정의됩니다(3), 석탄 화력 보일러에서 NOX 배출을 제어하는 ​​데 중요한 매개 변수입니다. rT.S라이브 배팅 사이트 공동 발사 중에 연도 가스의 NOX 방출을 제어 할 수 있습니다.T.S매개 변수가 수행되었습니다. 테스트의 설정 값은 다음과 같습니다. 10 MWTH의 열 입력, 1.1 대 1.2의 공기비, 라이브 배팅 사이트 공동 발사 비율이 20%입니다.

그림 6 (a)및 -(b)RT.S및 NOX 농도 및 R T.S와 CR의 관계. 단일 석탄 조합의 NOX 농도는 단조로 감소합니다.T.S20에서 40%로 증가합니다. 대조적으로, 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 NOX 농도는 R T.s가 20 ~ 30% 증가하고 RT.S30%이상 증가합니다. 이것은 2 단계 조합 공정까지 남아있는 UBC가 높은 RT.S라이브 배팅 사이트 공동 발사. 시험 조건에서, CR은 단일 석탄 조합에서 4 ~ 10%, 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 0.2 ~ 0.4%였다. 퍼니스에 주입 된 연료의 질소의 총 양은 단일 석탄 조합보다 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 약 17 배 더 컸다. NOX 농도는 거의 동일한 수준이므로 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 CR은 단일 석탄 조합에 비해 1 위입니다.

그림. 6 NOX 농도 및 R의 함수로서 CRT.S단일 석탄 조합의 NOX 농도는 단조 적으로 RT.S20에서 40%로 증가합니다. 대조적으로, 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 NOX 농도는 R T.S.의 30%에서 최소값을 갖는다


그림 7재에서 R T.S와 UBC의 관계를 보여줍니다. 재에서 UBC의 양은 라이브 배팅 사이트 공동 발사 및 단일 석탄 조합에 대해 동일했다. 따라서 적절한 rT.S, 단일 석탄 혼합물과 동일한 NOX 방출 수준을 갖는 라이브 배팅 사이트는 가능합니다. 이 테스트에서 공기비 (λ), rT.S, λ1 및 2 단계 공기비 (λ2)는 다음 공식으로 정의됩니다.

그림. 7 UBC R의 함수T.S. 조건에서 rT.S는 20 ~ 40%, 라이브 배팅 사이트의 UBC는 단일 석탄 조합과 동일한 수준에 있습니다.

그림 8λ2가 0.3에서 0.4 사이 일 때 λ1과 Cr의 관계를 보여줍니다.
라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우, λ1이 0.9에서 0.8로 감소하면 CR은 감소하지만,이 근처는 최소 지점이며, λ1이 더 감소하면 CR이 증가하기 시작합니다. 그러나 단일 석탄 혼합물의 경우 λ1이 0.9에서 0.75로 감소함에 따라 CR은 단조로 감소합니다.

그림. λ1의 함수로서 8 cr. 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우, CR은 최소 지점이 λ1의 약 0.8입니다. 대조적으로, 단일 석탄 조합의 경우 λ1이 감소함에 따라 단조로 감소합니다.

아래의 고려는 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우 CR의 분포가 λ1의 대략 0.8에서 최소 점을 갖는 결과입니다 (유사한 λ1의 단일 석탄 조합에서와 대조적으로). 단일 석탄 조합의 NOX 배출량은 RT.S증가하면 특정 값이 초과되면 증가합니다(3). 이는 λ1이 낮을 때 1 단계 조합 영역에서 NOX 생성이 억제되지만 많은 양의 UBC가 남아 있기 때문에이 UBC가 조합을 겪을 때 NOX가 2 단계 조합 영역에서 생성되기 때문입니다. 다시 말해, 제 1 단계 조합의 연료 NOX 생성과 2 단계 연소에서 UBC의 조합으로 인한 NOX 생성의 총계를 최소화하는 최적의 λ1이 있습니다. 기체 연료 인 석탄 및 라이브 배팅 사이트의 휘발성 물질은 1 단계 조합 동안 연소되지만 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우 단일 석탄 조합에 비해 더 많은 기상 연료가 연소됩니다. 따라서 UBC가 증가하고 최적의 λ1이 단일 석탄 조합에서 그것보다 커질 가능성이 높습니다.

NH3산화 경로에서그림. 9NH3이 NH의 라디칼을 생성한다는 것을 보여줍니다i(i = 0, 1, 2) OH 및 H에 의한 산화로 인해 NH I는 O, H 또는 OH와 반응하여 NO와 NH 사이의 반응을 통해 CL2가 생성됩니다. 공기비가 상대적으로 낮은 1 단계 조합 영역에서는 O와 OH의 풍부가 없으므로 NH에 의한 감소 반응이 없다.i우수합니다. 질소 함량이 높은 라이브 배팅 사이트를 공동으로 발사하더라도 NOX 생성은 단일 석탄 조합과 동일한 수준으로 억제 될 수있는 이유입니다.

그림. 9 NH3 산화 경로(1)

또한, λ1 증가와 관련하여 CR의 증가는 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우 상대적으로 작습니다. 즉, 라이브 배팅 사이트 공동 발사는 높은 λ1 조건에서 단일 석탄 조합, 즉 2 단계 조합 조건이 낮을 때 단일 석탄 조합보다 NOX 생성을 억제하는 데 훨씬 더 효과적이라는 것을 의미합니다. 분해 된 석탄/라이브 배팅 사이트 공동 발사를 적용함으로써 황화 부식이 감소하는 경향이 강한 경향이있다. 그러나 NOX 생성을 억제하면서 버너 근처의 열 전달 튜브의 황 전달 부식을 감소시킬 가능성이 제안된다.

3.3 연도 가스 조성에 대한 열 입력 효과

실제 보일러에 적용될 때 라이브 배팅 사이트 공동 고정은 넓은 하중 조건에서 적용 할 수 있어야합니다. 낮은 부하 범위에서는 보일러 용광로의 온도가 감소하기 때문에 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 연소 안정성 및 방출 특성에 대한 우려가 있습니다. 이 섹션에서, 연도 가스 조성이 라이브 배팅 사이트 공동 발사 및 단일 석탄 조합에 대해서도 저하 범위에서도 단일 석탄 조합에 대해 동일한 지 확인하기 위해, 분쇄 된 석탄 및 라이브 배팅 사이트는 낮은 부하에서 공동 연소되었고 연도 가스 조성이 평가되었다. 그림 10-(a)및 -(b)연도 가스의 열 입력과 NOX 농도 사이의 관계와 열 입력과 CR의 관계를 각각 표시합니다.그림 11재에서 열 입력과 UBC의 관계를 보여줍니다. 일반적으로, 보일러 용광로에서, 안정적인 혼합물을 보장하기 위해 하중 감소에 따라 λ가 증가한다. 이 테스트에서, 열 입력은 8.6MW의 열 입력으로 1.2의 λ를 만들어 상황을 시뮬레이션했지만, 열 입력은 7.3MW 및 6MW의 열 입력으로 각각 1.4와 1.7로 증가했습니다.

그림. 열 입력의 함수로서 10 NOX 농도 및 CR. 단일 석탄 조합 및 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우, 열 입력의 증가에 따라 CR은 감소합니다.
그림. 열 입력의 함수로서 11 UBC. 7.3MW의 열 입력에서, Ammonia의 UBC는 단일 석탄 조합의 UBC보다 약 2 배입니다.

그림 10-(a)단일 석탄 조합과 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 열 입력이 감소함에 따라 NOX가 증가 함을 보여 주지만, 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 증가 추세는 단일 석탄 조합에서 거의 동일합니다. 이것은 낮은 부하 범위에서도 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 NOX가 단일 석탄 조합과 거의 동일하다는 것을 시사합니다. 에서그림. 11, 그러나, 7.3MW의 열 입력으로, 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 재에서 UBC의 양은 단일 석탄 혼합물의 약 2 배임을 알 수있다. 하부 열 입력 조건에서 라이브 배팅 사이트 주입 속도는 감소합니다. 버너에서 라이브 배팅 사이트의 침투가 감소하고 라이브 배팅 사이트는 인근의 혼합물 공기와 혼합하기가 더 쉬워집니다. 결과적으로, 분쇄 된 석탄 및 혼합물 공기의 혼합이 억제되어 재에서 UBC가 증가 할 수있다. 이러한 조건 하에서 기본 유속에 라이브 배팅 사이트가 주사되면 재에서 UBC의 증가를 억제하는 것이 가능할 수 있습니다.

3.4 연도 가스 조성에 대한 석탄 연료 비율 및 질소 함량의 영향

상업용 공장에서는 연료 비율이 낮은 흡수성 석탄이 역청 석탄 외에 연료로 사용될 수 있습니다. 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서의 연도 가스 조성에 대한 석탄 연료 비율의 영향을 조사하기 위해, 저 연료 비율의 석탄과의 조합 시험이 수행되었다.표 1, 시험 석탄의 연료 비율 (FR)은 1.16과 1.70입니다. 열 입력 조건은 7MW로 고정되었습니다.

그림 12FR과 FN의 비율 사이의 관계를 보여줍니다 (표 1) 및 CR. 그러나이 테스트에서 FR/FN 범위 내에서 CR은 11 ~ 13%이므로 유의 한 차이를 만드는 것으로 간주됩니다. CR이 FR/F의 증가와 평행하게 증가한다는 것이 확인되었습니다.(4). 라이브 배팅 사이트 공동 발사 조건의 경우, 그것은 약 0.4 였고 FR/FN의 변화는 작았습니다. 결과는 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 NOX 배출에 대한 석탄 FR/FN의 효과가 적다는 것을 보여준다. 이는 주사 연료 (석탄 및 라이브 배팅 사이트)에 포함 된 질소의 90% 이상이 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우 라이브 배팅 사이트에서 비롯되며 주사 된 질소의 절대 양은이 시험의 범위 내에서 크게 다르지 않기 때문입니다. 또한,이 결과는 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우 라이브 배팅 사이트가 시험 용광로 출구에서 NO 세대에 영향을 미치지 않기 때문에 라이브 배팅 사이트는 용광로에서 산화되지 않더라도 용광로 출구로가는 길에 N2로 감소되는 것으로 간주됩니다. 이 고려 사항을 조사하려면 추가 데이터가 필요하다는 점에 유의해야합니다.

그림. Fr/fn의 함수로서 12 Cr. 단일 석탄 조합 및 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우, CR은 FR/fn의 변화에 ​​크게 변화하지 않습니다.

그림 13-(a)및 -(b)는 각각 N2O 농도 및 NH3 농도의 퍼니스 출구에서 측정 값을 보여줍니다. N2O는 CO2보다 298 배 더 큰 지구 온난화 계수를 가지기 때문에 CO2가 감소하더라도 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 더 많은 N2O가 배출 될 때 온실 효과의 감소를 기대할 수 없습니다. 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우 값을 이해하기 위해 N2O 농도를 측정 하였다. NH3 농도는 연료 연소로 라이브 배팅 사이트가 주사되는지 확인하기 위해 측정되었습니다.

그림. 13 N2O 및 NH3다른 FR 석탄의 배출. NH3라이브 배팅 사이트 농도의 농도는 단일 석탄 조합의 수준과 동일합니다.

n2O 농도는 시험 조건에서 단일 석탄 조합에서 5 ppm이었다. 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 경우, N2O 농도는 6 내지 10 ppm이었으며, 이는 단일 석탄 조합에 비해 1 내지 5 ppm이다. 이는 용광로 내부 온도가 단일 석탄 조합보다 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 낮기 때문입니다. 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 화염 방사선은 소량의 석탄 입자와 더 낮은 불꽃 온도로 인해 단일 석탄 조합의 방사선보다 낮습니다. 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 값은 단일 석탄 압축의 가치보다 컸을 것입니다.2O 단일 석탄 조합의 O는 온도가 낮을 ​​가능성이 높습니다. 대형 석탄 발사 보일러는이 테스트 장비보다 더 큰 열 입력을 가지고 있습니다. 더 큰 열 입력으로, n2o 라이브 배팅 사이트의 배출은 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서도 용광로의 온도가 충분히 높기 때문에 단일 석탄 혼합물과 동일한 수준으로 간주됩니다.

NH3농도는 단일 석탄 조합에서 1 ppm이고 라이브 배팅 사이트 공동 발사 조건에서 0.5 ppm 이하였으며, 이는 단일 석탄 조합과 동일한 수준입니다. 따라서, 연료가 테스트 된 석탄의 범위 (FR 1.16 ~ 1.70)의 용광로에서 거의 완전히 화상을 입는 것으로 간주됩니다.

4. 결론

이 연구에서 개발 된 라이브 배팅 사이트 공동 발사 버너를 사용하여 20%의 라이브 배팅 사이트 공동 발사 비에서 연도 가스 조성에 대한 열 입력 및 석탄 연료 비율의 영향을 평가하기 위해 조합 테스트를 수행했습니다. 결과는 다음과 같습니다.

(1) 정격 하중에서 공동 우선 라이브 배팅 사이트에서, NOX 농도는 라이브 배팅 사이트 주입 속도 및 RT.S.또한 NOX 농도는 R의 변화에 ​​따라 최소 지점과 분포를 가졌다는 것이 확인되었습니다.T.S.

(2) 정격 값보다 열 입력이 낮더라도 라이브 배팅 사이트 공동 발사의 NOX 농도는 단일 석탄 조합의 수준과 동일했습니다.

(3) 석탄 연료 비율과 질소 함량 비율 (FR/fn)이 1.1 × 102및 1.25 × 102, 라이브 배팅 사이트 공동 발사에서 CR에는 유의 한 차이가 없었으므로 석탄 휘발성 물질과 질소 함량은 아무도 아무도 영향을 미치지 않습니다. 또한 NH3용광로 출구의 농도는 라이브 배팅 사이트 공동 발사 및 단일 석탄 혼합물 모두에서 동일한 범위에 있었다. 이 테스트에서 연료 비율의 범위 내에서 라이브 배팅 사이트는 용광로에서 거의 완전히 소비되는 것으로 간주되기 때문에 라이브 배팅 사이트 공동 발사가 적용되는 것으로 제안됩니다.

저재성 라이브 배팅 사이트 공동 사기의 경우, 재 내 UBC의 양은 단일 석탄 혼합물의 양을 초과했습니다. 이것은 단일 버너가있는 시험 용광로 고유의 현상으로 간주됩니다. 우리는 나중에 다중 버너 용광로와 조합 테스트의 특성을 확인할 것입니다. 또한 라이브 배팅 사이트 공동 발사 기술의 다양성을 향상시키기 위해 더 높은 공동 발사 비율을위한 라이브 배팅 사이트 공동 발사 기술을 개발할 것입니다.


- 감사 -

이 연구는 일본의 과학, 기술 및 혁신 협의회의 상업 미지 전략 혁신 촉진 프로그램 (SIP) 내에서“에너지 캐리어 - 라이브 배팅 사이트 직접 연소”(일본 과학 기술 기관 (JST)에 의해 관리되는 연구원들에게 전념했습니다. 우리는이 단체의 지원을 인정하고 싶습니다.

참조

  1. h. Kobayashi, A. Hayakawa, K. D. K. A. Somarathne 및 E.C. Okafor : 라이브 배팅 사이트 조합의 과학 기술, 연소 연구소의 절차, Vol. 37, 2019, pp. 109-133
  2. j. C. Kramlich와 W. P. Linak : 대기의 아산화 질소 거동과 조합 및 산업 시스템에서 에너지 연소 과학의 진보, Vol. 20, 1994, pp. 149-202
  3. h. Makino와 M. Kimoto : 분쇄 된 석탄 연소의 낮은 NOX 연소 기술, 일본 화학 공학 저널, vol. 20, No. 6, 1994, pp. 747-757 (일본어)
  4. h. Makino, M. Sato 및 M. Kimoto : 분쇄 된 석탄 연소에서 플라이 애쉬에서 Nox 및 Unburned Carbon의 방출 특성에 대한 석탄 특성의 영향, Journal of Japan of Energy, Vol. 73, ISS. 1994 년 10 월, pp. 906-913 (일본어)
  5. h. Makino, M. Kimoto, M. Sato 및 T. Ninomiya : 분쇄 된 석탄 조합에 대한 다단계 공기 주입에 의한 NOX 감소, Journal of the Fuel Society of Japan, Vol. 69, No. 9, 1990, pp. 856-862 (일본어)