外文翻译--石灰石脱硫对循环流化床中NOX排放的影响 (1)
浅谈石灰石对脱硫效率的影响及防范措施

浅谈石灰石对脱硫效率的影响及防范措施摘要:影响脱硫能耗的方面主要有:水、石灰石、电,而石灰石作为吸收剂的存在,其利用率方面就显得格外重要,提高石灰石利用率不仅可以减少石灰石用量,且对脱硫效率的稳定也起着相当重要的作用。
本文主要通过对石灰石利用率方面进行分析,并提供自己的看法。
关键词:石灰石;脱硫;利用率1引言世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等碱性吸收剂作洗涤剂,在吸收塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。
其工艺经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。
在中国采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程较大,随着制造工艺的进步不断完善,石灰石的利用率对脱硫效率的影响也引起了大家的重视。
2石灰石主要消耗在脱硫吸收塔内部反应中,石灰石消耗主要集中在除塔内中和反应消耗外,随石膏、废水、烟气携带几个方面,其中石灰石主要受其物料性质、反应环境及操作因素的影响,出现未能及时参与反应而产生过剩的石灰石随物料携带流失,石灰石利用率下降。
通过对物料流程的分析,需要控制以下几点才能提高石灰石利用率:2.1提高石灰石指标,改善反应速率;2.2减少抑制石灰石在吸收塔内部反应的成分;2.3严格约束随意性操作,降低对系统的干扰;2.4矿源的影响。
3相关问题分析及建议3.1提高石灰石指标,改善反应速率石灰石细度是个较为重要指标,其反映在石灰石遇水后,石灰石的细度越高,其表面积越大,与水的溶解效果也会越快,短时间内即可解决饱和状态。
在常规的区域,下部为喷淋塔内部反应区域主要有俩部分组成,一是用于喷淋捕集SO2浆液池用于吸收反应进一步完成,如氧化、结晶。
当吸收塔浆液在pH值一定的的区域在吸收塔烟气吸收区,期间的反应主要集中在情况下,主要负责捕集SO2气液接触面,在准守亨利定律的前提下,为保持气体分压持续大于液体分压,需要提高其的反应速率是必须的。
循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对性能的影响

循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对性能的影响(上)(200245)上海锅炉厂有限公司周一工摘要循环流化床锅炉添加石灰石脱硫不可避免地对锅炉性能产生一定影响,本文定量分析了添加石灰石脱硫后锅炉性能计算中燃烧产物计算的新方法,并通过实例分析总结出至关重要的影响因素。
关键词循环流化床锅炉石灰石脱硫燃烧产物计算灰平衡1 前言循环流化床锅炉是一种清洁燃烧方式,它具有优良的环保性能,由于低温燃烧和分级送风, NO x的排放量很低,仅为煤粉燃烧锅炉的1/3~1/4,同时,通过炉内添加石灰石脱硫,可大大减少SO x的排放。
循环流化床锅炉的炉内加钙(石灰石)脱硫是一种经济的脱硫方式。
与常规锅炉的尾部烟气脱硫(FGD)相比,它具有设备投资省、占地面积小、能耗低、操作简单、无水污染等优点;与煤粉燃烧的炉内喷钙脱硫相比,其脱硫效率要高得多,一般情况下,在Ca/S比1.8~2.5时,循环流化床锅炉的脱硫效率可达90%以上。
但是,必须清醒地认识到,炉内加钙脱硫在大大降低SO x排放的同时,对锅炉自身性能不可避免地带来一定影响。
对循环流化床锅炉的工程设计者来说,对这种影响仅有定性认识是不够的,必须进行定量分析,使炉内加钙脱硫对锅炉性能的影响做到可知、预知,并能对一些可能出现的负面影响采取积极的预防措施。
炉内加钙脱硫对锅炉性能计算带来的影响是非常复杂的。
概括地讲,有三个方面的影响:第一是对燃烧产物计算和传热计算的影响,第二是对锅炉效率的影响,第三是对污染物排放的影响。
本文将对第一方面的影响进行定量分析,第二、第三方面的影响将另文著述。
需要说明的是,以下进行的分析和计算是以高温单级分离为基础考虑的,中温单级分离的情况也可适用,带有飞灰再循环系统的情况也能参照使用。
但是,并不是说以下的计算方法是通用的,它不适用于两级分离的情况。
两级分离的计算方法更复杂,并存在一些不可确定的因素,如石灰石颗粒的一次飞逸分额和二次飞逸分额的关系问题在目前仍是一个不可知的领域。
循环流化床SO2、NOx影响因素及综合控制探讨

(3) 单质硫分子式聚合,其分子式为 S8,氧化反应链锁反应如下: (4)SO 在遇到氧时(即在氧化性气氛下):
(5)煤中的可燃硫在还原性气氛中主要生成 H2S,H2Leabharlann 在遇到氧时(即在氧 化性气氛下):
(6)CS2 和 COS 中的硫在氧化性气氛下转化成 SO2:
4 循环流化床锅炉 NOx 生成机理
火力发电厂是我国一次能源消耗及污染物排放大户,是大气污染物主要来源 之一[1]。对锅炉中 SO2、NOx 的生成机制进行研究,分析脱硫剂、床温、空气过 量系数等因素对污染物排放浓度的影响。探讨综合控制污染物排放浓度,并针对 超低排放改造高峰期内,为环保设施改造升级、技术优化,以及循环流化床锅炉 的运行提供参考。
2 燃料特性
中盐吉兰泰化集团自备电厂 2×480t/h 循环流化床燃用煤质由内蒙古阿拉 善、乌海及周边煤矿供给,主要是低热值烟煤及矸石组成。煤质工业分析如表 1
循环流化床 SO2、NOx 影响因素及综合控制探讨
所示:
项目 全水分 Mt 空气干燥基水分 Mad 灰分 Aad 挥发分 Vad 收到基全硫 St,ar 空气干燥基固定碳 FCad 弹筒发热量 Qb,ad 空干基高位发热量 Qgr,ad 收到基低位发热量 Qnet,ad
同时提高循环倍率,相当于飞灰再循环延长了,这样既增加了脱硫粉在床内 的停留时间,又增加了悬浮空间的颗粒浓度,两者都有助于提高脱硫效率。[5]
6 结论
1、由于床温对 SO2、NOx 排放浓度的影响存在双重性,所以在控制污染物排 放浓度时,最好将循环流化床床温控制在 850℃左右较为适宜。
2、由于 Ca/S 的增加既可以降低 SO2 的排放浓度,过量时又使得 NOx 排放量 增加。因此,为了保证较高的脱硫率、较低的 NOx 排放水平,针对本文涉及的流 化床锅炉最佳的 Ca/S 应控制在 3.0。
硫化床锅炉脱硫石灰石对氮氧化物排放的影响

管式炉试验表 明,煤和石油焦在燃烧过程中 都 可分 为两个 阶段 :挥 发分 燃 烧 阶段 和 焦 炭燃 烧 阶段 。挥 发分 燃烧 持 续 时间 较短 ,焦炭 燃 烧 持续
第 34卷 第4期 2018 年 8 月
石 油 化 工 技 术 与 经 济
Technology& Economics in Petrochemicals
硫 化 床 锅 炉 脱 硫 石 灰 石 对 氮 氧 化 物 排 放 的影 响
高商 牛
(中国石 化上 海石 油化 工股 份 有 限公 司热 电部 ,上 海 200540)
1 循 环床 锅炉 脱硫 剂对 烟气 NO 排放 的影 响 在 以全煤作为燃料 的循环流化床锅炉 中 ,加
入石灰石主要是作为炉内一次脱硫的脱硫 剂 ,其 目的是 降低烟气 中硫氧 化 物 (SO )的排 放 质 量 浓 度 ¨]。一 般 情 况 下 石 灰 石 的加 入 对 烟 气 NO 排 放 质量 浓 度也 会 产 生 一定 的影 响 ,通 常 是 使 烟 气 NO 排放质量浓度略有上升 。石灰石作为脱硫 剂的影响主要体现在两个方面:一是富余 的 CaO 作为强 催化剂 会加 快挥发 分氮 的氧化 速度 ,使 NO的生成速率增加 ;另一个方面是 富余 的 CaO 作 为催 化剂会 强 化 CO还 原 NO 的反 应 过 程 。一 般情 况 下 ,CaO 对燃 料 氮 氧 化 生 成 NO 的 贡 献 大
2 试验 内容 为探 明 5号 A 炉 NO 排 放 质 量 浓 度 飙 升 的
原 因 ,就 炉温 局部 异 常和 石 灰 石 给人 停 运 这 两 个 因素进行 了 针 对 性 试 验 。2015年 10月 19 日进 行 的针对 性 试 验 证 实 了 NO 排 放 质 量 浓 度 的 异 常升高 系石 灰石 系统 停 运 所致 ,试 验 排 除 了一 次 风量 、氧量 、床压 、床温等可能影 响 NO 排放异常 的影响,基本确定 :①石灰石停加导致 NO 排放 质 量浓 度飙 升 ,与 全 煤燃 烧 循 环 硫 化 床 锅 炉炉 内 一 次脱 硫 剂 石灰 石 对 烟 气 NO 排 放 质 量 浓 度 影 响的一般规律相悖 ;② 焦煤 比升高或者纯焦运行 也会 导致 NO 排 放 质量 浓 度 增 加 。2016年 6月 至 2017年 9月 ,以 5号 A/B炉 为研 究 对 象 ,进 行
石灰石脱硫对循环流化床锅炉运行的影响 郑宇

石灰石脱硫对循环流化床锅炉运行的影响郑宇发表时间:2019-09-18T09:15:57.980Z 来源:《电力设备》2019年第7期作者:郑宇[导读] 摘要:循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广泛,灵活的负载调整率和良好的环保性能,但传统的脱硫系统设计具有较高的脱硫设备的故障率,石灰石粉运输不顺利,导致循环流化床锅炉脱硫效率很低。
(中国石油化工股份有限公司天津分公司天津市 300270)摘要:循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广泛,灵活的负载调整率和良好的环保性能,但传统的脱硫系统设计具有较高的脱硫设备的故障率,石灰石粉运输不顺利,导致循环流化床锅炉脱硫效率很低。
经锅炉实际运行,发现炉内磨损严重,尾灰较厚。
然而,脱硫剂和固化剂的消耗是非常可观的。
即使使用廉价的石灰石脱硫,也会显著增加发电成本。
基于此,本文主要对石灰石脱硫对循环流化床锅炉运行的影响进行分析探讨。
关键词:石灰石脱硫;循环流化床;锅炉运行;影响1、前言石灰石粒径对循环流化床锅炉脱硫效率有较大影响,粒径太大,比表面积小,脱硫反应不充分,颗粒扬析率低,不能起到循环物料作用;粒径太小,则在炉内停留时间短,来不及反应就成为飞灰排出,使脱硫效率降低。
石灰石对锅炉稳定运行起着重要的作用。
为了降低SO2排放量,短时间加入石灰石量过多会造成循环流化床锅炉床温出现持续降低,严重时即使增加给煤量也无法使床温恢复,造成锅炉灭火停炉。
2、石灰石脱硫对循环流化床锅炉运行的影响2.1对物料循环系统的影响石灰石进入炉膛后,燃烧生成固硫产物硫酸钙,一些极细微粒通过烟气携带进入除尘系统排除,大颗粒随锅炉底渣排掉。
此外,还有一些颗粒((0.2~0.4)mm)被分离器捕捉从烟气中分离出来,通过返料器进入炉内循环。
因此,炉内物料浓度和循环量不断增加,使返料器运行阻力增大,返料风量不断减小,最终,返料风压等于风机出口压力,返料风量减小到零,返料器停止返料。
此后,分离器分离出来的物料便积存在分离器下部的灰斗和料腿内。
循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响精编版

循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响上海锅炉厂有限公司周一工[内容摘要] 本文阐述了循环流化床锅炉添加石灰石脱硫对锅炉效率的影响,指出了影响因素,并定量分析了各种影响因素的影响程度。
[关键词] 循环流化床锅炉石灰石脱硫锅炉效率影响因素0.前言循环流化床锅炉发展的核心问题是环保问题和效率问题,即在保证效率的同时,降低污染物排放。
目前,对循环流化床锅炉环保问题的研究已进行得非常深入,不仅对低NOX排放、炉内石灰石脱硫等重大问题有了深入的了解,而且对N2O、CO、CXHY等原来不太被人们重视的问题也给予了充分关注,同时,对如何保证和提高循环流化床锅炉效率也有了一定的认识。
但是,添加石灰石脱硫对循环流化床锅炉效率的影响目前仅有一些定性的认识,尚未进行过定量分析。
本文将对这一问题进行专门研究。
1.添加石灰石脱硫的石灰石投入量计算首先,我们列出石灰石脱硫的化学反应方程式:CaCO3——→ CaO + CO2CaO + SO2 + 1/2 O2——→ CaSO4理论上讲,加入1mol(100g) CaCO3后,将减少1mol(64g,或 SO2,多消耗 mol(16g,或 O2,多生成1mol(44g,或 CO2。
但是,从炉内的实际工况考虑,以上两个化学反应都是不能全部正向完成的。
为将其量化,存在Ca/S(摩尔)比和脱硫效率两个衡量参数,即在一定Ca/S比下脱硫效率为m。
在考虑脱硫的情况下,加入炉内的CaCO3重量为:BCaCO3=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/100)×Bj kg/h其中: Sar为收到基硫份;Bj为给煤量,kg/h。
注意:这里指的是CaCO3重量,而非石灰石重量。
石灰石重量应为:B S = BCaCO3/CaCO3=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/100)×Bj/CaCO3kg/h其中:CaCO3为石灰石中CaCO3含量。
循环流化床锅炉内石灰石脱硫研究进展

循环流化床锅炉内石灰石脱硫研究进展摘要:煤炭是我国的主要能源煤炭占总能源消耗的62%。
在我国煤炭占高灰分、高含硫、低热量煤的比重较大,开发低品位煤是能源和环境领域的难题之一。
循环流化床锅炉由于燃烧稳定性高,燃料适应性广,能保证低级煤的有效利用。
我国锅炉循环流化床技术发展迅猛,600兆瓦超临界功率循环冷凝发生器已建成投产,锅炉循环流化床有望成为今后高效清洁利用低级煤的最佳选择。
关键词:循环流化床锅;石灰石脱硫;前言:石灰石炉添加剂脱硫是循环流化床锅炉的主要特点之一,具有设备简单成本低等优点,还存在脱硫效率不足、石灰石利用率低等问题。
流化床循环锅炉高达2.0的脱硫效率约为90%,新燃煤炉的SO2排放浓度应低于100mg/m3,炉内脱硫效率应高于97.7%。
一、循环流化床锅炉燃烧脱硫机理石灰粉通过电源进入由电源逆变器控制的缓冲区,进入连续传感器、加速度室中的石灰岩粉和莲花风扇,由于石灰粉是奶酪块,致使弯头敞口锁定一部分管道,这些管道系统安装自动交通向鼓布设了化油器粉末地堡下部叶子时,压缩空气和提供电动加热大约25 - 50°气态凝和热空气,防止吸入水,帮助运输粉末在地堡内,确保平稳。
石灰石的输送量取决于烟雾管安装的燃料量和自动在线监测系统。
由DCS远程控制或手动控制的集中值保证为SO。
排放。
循环流化床锅炉中的喷嘴位置对排气有一定的影响。
循环流化床燃煤草案两个手提钻管道撅嘴撅嘴撅嘴撅嘴生闷气角度和播种角度,从前面墙壁水冷燃烧室形成约高空喷射进熔炉煤雾化半干燥技术,被称为半干燥方法外层循环技术,主要理论循环通过吸积柱底部的通风口,气体通过吸积柱底部的通风口加速到塔内,在脱水柱中,二相通量效应产生湍流和混合。
在上升过程中,物质连续形成薄片,湍流不断地分解和上升,形成独特的内部循环流,类似于滚滚滚滚的锅炉,使空气之间的滑动速度是单个粒子下降速度的十倍;硫化器上部的构造进一步加强了麦片的回归,增加了塔内颗粒的密度,导致床上钙含量急剧上升。
循环流化床锅炉内石灰石脱硫研究进展

循环流化床锅炉内石灰石脱硫研究进展摘要:循环流化床锅炉是燃烧低耗煤的最佳设备,炉脱硫具有操作简单、成本低等优点,但也存在脱硫效率低、石灰石利用率低等问题。
以超净煤为背景,对循环流化床石灰石高效脱硫的理论和技术进行了研究,综述了近年来石灰石脱硫研究的新进展,包括水蒸气氧化钙脱硫的影响和机理、石灰石的同时煅烧和脱硫及其模型等。
近年来为改善脱硫对炉子的影响而设计的方法,包括活化小石灰石和吸收剂等,强调了石灰石同时煅烧和脱硫的新概念。
还描述了循环流化床石灰石不能完全热解的特点和原因。
本文介绍硫化反应模型的科学进展,同时给出了石灰石煅烧和硫化反应的一个偶发性差的模型,并指出了炉内脱硫应注意的问题。
对实际反应过程循环流化床脱硫过程进行记录,否则研究结论很难反映实际炉内脱硫权。
关键词:流动流化床;石灰石;二氧化硫;煅烧;硫酸化;动力学;脱硫煤炭是我国主要一次能源,占2018年能源消费的62%,我国煤炭储量中,高灰分、高硫、低热值、劣质煤占很大比重。
低质煤资源的利用是能源和环境领域面临的问题之一,循环流化床锅炉具有燃烧稳定性高、燃料适应性强等特点,可以有效地利用低质煤。
超临界大容量循环流化床发电机组和循环流化床锅炉有望成为未来高效、清洁利用低碳燃料的最佳选择。
炉内石灰石夹杂是循环流化床锅炉的主要特点之一,具有设备简单、成本低等优点。
但也存在脱硫效率低、石灰石利用率低等问题,在实际循环流化床锅炉中,当Ca/S摩尔比达到2.0时,脱硫效率约为90%。
但是,由于环保标准越来越严格,我国大部分硫效率通常达不到环保标准,Gb13223-2011规定,新建燃煤能源生产的二氧化硫排放量应小于100mg/m3。
高硫煤在硫含量为2%的情况下燃烧,脱硫效率大于97.7%。
目前,在循环流化床炉中很难达到这一效率。
石灰石进入炉内后,在高温环境中热解,释放二氧化碳,形成多孔氧化钙。
SO2烟气分散成CaO颗粒,形成CaSO4,当CaSO4(46cm3/mol)摩尔比CaCO3(36.9cm3/mol)和CaO(16.9cm3/mol)高时,贫CaO颗粒逐渐被堵塞。
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英文原文Limestone Effects on NOx Formation in CFBCombustorsAbstractCirculating Fluidized Bed (CFB) combustion technology has been widely used inpower generation with the considerations of its advantages in economically controlling SO2and NOx emissions. However, it is found that NOXemission increased up to 30% when limestone is added into the combustor for desulphurization, especially with rather high Ca/S ratio. The phenomenon of NOx augment was discussed based on associated mechanisms and chemical kinetics. The catalytic oxidization effect, preferential conversion effect fromHCN to NH3, and reduction effect on NOx were analyzed. It is found limestone can act as a catalyst, increasing the reaction rates for the reaction associated with NOx formation.Furthermore, CaO decomposed CaCO3 favors the conversion of HCN to NH3when they arerelease in de-volatilization process. Due to preferential oxidization of NH3to NO rather thanthe unstable N2O, NOXemission increases with limestone injection. When high Ca/S is used,the reduction effect becomes dominated and reduces the overall NOXemission.Keywords CFB, limestone, desulphurization, NOXformation, chemical kinetics1. IntroductionCirculating Fluidized Bed (CFB) combustion technology has been widely used in power generation, because of its advantages in such as the high fuel flexibility for burning various kinds of coals and the high feasibility in economical emission control. Given that the combustion temperature in CFB combustors, e.g., boilers, is usually between 1020~1120K and secondary air can be injected at different ports along the axial direction,the NOXconcentration in the flue gas can be controlled to be much lower than those using other combustion technologies. Shown in Fig. 1, NOx emission from a CFB combustors are lowest, in the range of 100-220 ppm, compared with other kinds of combustors [1].Fig. 1 NO X emissionlevel for different combustion systems [3] When coals with high surface content are burned, limestone is added into CFB boilers for desulphurization. Within the normal temperatures, the efficiency of limestone desulphurization can be up to 90% [1]. In addition to the desulphurization, limestone may play several other positive roles in improving the boiler performance of such as combustion, heat transfer, material balance and ash separation in the separator. However, observed in practical operation and experiments, limestone addition in CFB combustors might cause aemissions. Figure 2 depicts the NOx emission of a commercial negative effect on the NOXCFB boiler with limestone desulphurization, operating with bed temperature between 1150K and 1200K with Ca/s ratio of 2.2. It can be seen, when limestone is injected, while O emission was little affected, the NO remarkably increased by 50 ppm or about 30%[2].N2Figure 3 further depicts some experimental results of the influence Ca/S ratio on the NOxconcentration increases emission [3]. When Ca/S ratio changes is smaller than 2, the NOXconcentration decreases with with the Ca/S ratio. When Ca/S ratio is higher than 2, the NOXthe Ca/S ratio.Though the mechanisms for NOx formation in homogeneous reactions are rather clear, the studies on the mechanisms for NOx formation in heterogeneous atmosphere, especially with the presence of limestone, are limited.Fig.2 NOX emission with/without Fig.3 NOX concentration with different limestone desulphurization Ca/S ratios(Tb=1165K, [O2]=6% ) 2. NOx formation mechanisms and chemical kinetics in a CFB combustorThere are mainly three well-known mechanisms counting for the NO X formation in coal combustion [4]: (1)Extended Zeldovich ( or thermal ) mechanism in which O, OH, and N2 species are in equilibrium values and N atoms are in steady state. (2) Prompt Mechanisms where NO is formed more rapidly than predicted by the thermal mechanism above, either by (i) Fenimore CN and HCN pathways, or (ii) the N2O-intermediate route, or (iii) as a result of non-equilibrium concentrations of O and OH radicals in conjunction with the Extended Zeldovich scheme. (3)Fuel Nitrogen Mechanism, in which fuel-bound nitrogen is converted to NO.Apparently, for a CFB combustor, neither the Extended Zeldovich mechanism which depends strongly on temperature and only becomes significant when temperature is above 1750K, nor thPrompt mechanism which becomes significant only with abundant CH ieradical and low O2 concentration is important. The dominate mechanism for NO X formation in CFB combustor is fuel nitrogen mechanism.Fuel Nitrogen mechanism is rather complicated. Part of nitrogen in coal is usually released in the form of HCN and NH3 as volatile nitrogen, and the rest remains as fixed nitrogen during the de-volatilization process. The ratio of volatile nitrogen to fixed nitrogen, as a result of de-volatilization, depends on coal type, temperature and heating rate of coal particles [5]. Normally, the oxidization of volatile nitrogen occurs in homogeneous gas-phase reactions immediately after de-volatilization, while the oxidization of fixd nitrogen in heterogeneous gas-solid reactions along with fixed carbon combustion[6, 7].3. Limestone effects on NO formation a CFB combustor3.1 Catalytic effect for fuel-N oxidizationGiven the residence time of flue gas in the combustor is short, it is impossible forevery reaction to reach equilibrium. Once the flue gas exits the combustor, it is cooled and the associated reactions stop. The reaction rates with NO taking part in can be expressed as:βατb ac NO C C k C =∂∂- Where, K c is expressed by Arrhenius’ law:)exp(RTE AT k B c -= Therefore, small activate energies and large collision frequencies f a vor high reactionrate. Only reactions with high reaction rates are significant to influence NO Xformation. With CaO presence in a CFB combustor, the important reactionsassociated to NOx formation are listed in Tab.1[6].Table 1. Important NO related reactions in a CFB combustorReaction A (molcms)B E (kg/mol) N 2+O=NO+N N+O 2=NO+O N+HO=NO+H NO+HO 2=NO 2+HO NO+M=NO+M NO+O+M=NO 2+M N 2+O+M=N 2O+M 1.301014 6.40109 4.0010131.001013 6.401016 9.401014 1.401013 0.0 1.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.0 315.89 26.15 0.00 0.00 0.00 8.075 86.609It can be seen that most of the reactions for NO X formation with is faster than thosefor NO X decomposition. Therefore in the limited residence time, the presenceof limestone favors more NO X .3.2 P referential conversion effect from HCN to NH 3The gaseous nitrogen matter exists in forms of aromatic or amino hydrocarbons in thebeginning of the de-volatilization process, depending on the coal type, heating rate andtemperature etc. Most nitrogen in aromatic hydrocarbons is then converted to HCN whilemost nitrogen in amino hydrocarbons is decomposed to NH3. Later, HCN and NH3 are oxidized following different pathways.In a CFB combustor, HCN is preferentially oxidized to N2O in following pathways[7,8]:HCN+O→NCO+H (R1)NCO+NO→N2O+CO (R2)And, NH3 is preferentially oxidized to NO X in following three steps:Step 1: NH3→NH2NH3+OH→NH2+H2O (R3)NH3+O→NH2+OH(R4)NH3+O→NH2+OH(R5)Step 2: NH2→NHNH2+OH→NH+H2O (R6)NH2+O→NH+OH(R7)NH2+H→NH+H2 (R8)Step 3: NH→NONH+O2→NO+OH (R9)NH+O→NO+H (R10)NH+OH→NO+H2 (R11)It can be seen from above chemical schemes, two major forms of nitrogen compounds exist in a CFB combustor: N2O and NO and they are preferent-ially oxidized from HCN and NH3 respectively. When limestone is added for desulphurization, it produces CaO during the pyrolysis process. Then CaO can react with HCN, converting HCN into NH3.CaO+2HCN→CaCN2+CO+H2 (R12)CaCN2+3H2O→CaO+CO2+2NH3 (R13) CaCN2+H2O+2H2+CO2→CaO+2NH3+2CO (R14) Based on the preferential oxidization schemes of (R3) to (R1 1), NH3 is prone to form NO,resulting in enhancement of NOxformatio-n.However, even though N2O is the main pollutant in a CFB combustor, it is little affected by limestone injection. On one hand, N2O formation is enhanced in with homogeneous reaction (R2) and the heterogeneous reactions on carbon surface suchas (R15) and (R16); one the other hand, the disassociation of N2O is also enhanced in reaction (R17) and (R18).CNO+NO→N2O+CO (R15) CN+NO→N2O+C (R16) 2N2O→2N2+O2 (R17) N2O+C→N2+CO (R18) The reaction (R17) is sensitive to temperature. When temperature is above 1250K, more than90% of N2O is decomposed into N2 and O2. Experimental study [9] showed that the temperature threshold for initialing N2O decomposition is lowered by limestone to be from 1100K to 950Kwith limestone, and more than 70% of the N2O is decomposed at temperature of 1100K.3.3 R eduction effects of CaO on NOx formationposed from CaCO3 facilitate NO X formation As shown in Fig. 3, although CaO decomwhenCa/S is rather small, it can also suppress NO X formation when Ca/S is large. The possible reasons are:1. SO2 favors to convert HCN to NH3, resulting in more NO product according to the kinetics discussed in previous section. From the other view, the depletion of SO2 at large Ca/S ratios obstacles HCN conversion, resulting in less NO product.2. In the hot combustor, CaO absorbs SO2 to form CaSO3, which acts as a reduction agent for NO in reaction [9]:2NO+CaSO3→N2O+CaSO4 (R19) 3. CaO and some other materials in a CFB combustor will promote the conversion reaction of NO to N2 [ 10,11]. The materials include the Al2O3 and MgO in ash and Fe2O3 on the combustor wall. It reaction is as following:4NH3+6NO→5N2+6H2O (R20)4. NO adheringon the surface of CaO particles is easier to be reduced by CO or other reduction agents.4. ConclusionsWhile limestone favors desulphurization in a coal-fired CFB combustor, but it might increase pollutant NO emission. Limestone can act as a catalyst to enhance NOx formation,e associated reaction rates. The chemical kinetics shows that HCN is prone to influencing thform unstable N2O while NH3 form rather stable NO X, and part of HCN released fromdecomposed from CaCO3. The de-volatilization process is converted into NH3 by CaOcatalytic effect and preferential conversion of HCN to NH3 increases the NO emission. With high Ca/S, the reduction effect becomes dominated and reduces the overall NO X emission.It is important to optimzing Ca/S ratio in CFB boiler design and operation for controlling both SO2 and NO X emissions.References:[1] Feng Junkai, Y ue Guangxi, Lu Junfu. Circulating Fluidized Combustion Boiler [M].Chinese ElectricPower Press. 2003.[2] Zhou Haosheng, Lu Jidong, Zhou Hu. Nitrogen Conversion in Fluidized Bed Combustionof Coal WithLimestone Addition. Journal of Engineering Thermophysics, 2000,9 V ol.21 No.5:647~651[3] Feng Junkai, Shen Y outing. Boiler’s principle & calculation (II). Science Press. 1998, 206~207[4] Bowman C T. control of combustion generated Nitrogen Oxide Emissions: T echnology DrivenRegulation.Proc. 24th Combustion Inst. 1992:859~878[5] Han Caiyua, Xu Mingho. Coal dust combustion., Science Press, 2001: 449~450[6] Moria Hori. Combustion Science and T echnology. 1980:23~131[7] Ren W ei, Zhang Jiansheng, Jiang Xiaoguo, Lu Junfu, Y ao Jiheng, Y ue Guangxi. 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