The influence of the type and quality of coal on NO_x emissions during pulverised coal combustion

• Autorzy: Rybak W. , Ferens W. , Maczuga A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ typu i jakości węgla na emisję NO_x w czasie spalania pyłu węglowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In laboratory electrically heated entrained flow reactor with quasi one-dimensional laminar flow the influence of fuel properties on the nitrogen oxide emission for 23 coals of various rank from brown coal, bituminous coal to anthracites has been examined. For one brown coal type twofold increase of nitrogen content resulted in NO_x emissions increase of about 30%. Increasing rank from brown coal to bituminous coal increases NO_x emissions and next a fall in the anthracites range. With nitrogen content increase NO_x-emission grows and the ratio of fuel nitrogen conversion to nitrogen oxide decreases. Experiments results and their statistical analysis were used to determine relationships describing NO_x emissions and conversion ratio of fuel nitrogen to nitrogen oxide as functions of two variables. describing coal properties, i.c. nitrogen content and fuel ratio (fixed carbon to volatile matter ratio).

PL

W laboratoryjnym piecu z quasi-jednowymiarowym przepływem laminarnym przeprowadzono badania wpływu własności węgla na emisję tlenków azotu dla 23 węgli energetycznych w zakresie stopnia uwęglenia od węgli brunatnych poprzez węgle kamienne do antracytów. Dla jednego typu węgla brunatnego dwukrotny wzrost zawartości azotu powodował wzrost emisji NO_x o 30%. Ze wzrostem stopnia uwęglenia, od węgli brunatnych do kamiennych, następował wzrost emisji NO_x i następnie jej spadek dla antracytów. Wzrost zawartości azotu powodował wzrost emisji tlenków azotu i spadek stopnia konwersji azotu zawartego w paliwie. Na podstawie wyników badań i ich analizy statystycznej określono zależności opisujące wielkość emisji NO_x i stopień konwersji azotu zawartego w paliwie do tlenków azotu w funkcji dwóch zmiennych, opisujących własności paliwa, tj. zawartości azotu i wskaźnika paliwowego definiowanego jako iloraz zawartości stałych części palnych i zawartości części lotnych.

Słowa kluczowe

EN

nitrogen oxide; emission; power engineering; coal combustion

PL

tlenek azotu; emisja; spalanie węgla

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 30, no. 1
• Strony: 21--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rybak W.

• Wrocław University of Technology, Institute of Heal Engineering and Fluid Mechanics, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

autor

Ferens W.

• Wrocław University of Technology, Institute of Heal Engineering and Fluid Mechanics, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

autor

Maczuga A.

• Wrocław University of Technology, Institute of Heal Engineering and Fluid Mechanics, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Bibliografia

• [1] Bencsch W., К. Schadt: Consequences of fuel changes, Use of coal of different origins in large- scale firing systems, VGB Kraftwerkstechnik, 75, 639-645 (1995).
• [2] Chen S., M.P. Heap, D.W. Pershing, G.B. Martin: Fate of coal nitrogen during combustion, Fuel, 61, 121 8-1224 (1982).
• [3] Chen S., M.P. Heap, D.W. Pershing, G.B. Martin: Influence of coal composition on the fate of volatile and char nitrogen during combustion, 19th Symposium (Int.) on Combustion, 1982, 1271-1280.
• [4] Grigoleit H., J. Jacobs, H. Kremer: Effect of coal composition on NOx formation, 23rd Symposium (International) on Combustion, Orleans 1990, Poster 142.
• [5] Grusha J., D. Hurt: Operating results from С-E services’ LNCFS™ Low NOx Concentric Firing Systems retrofit installations - 1993 update, Proceedings of the Power - Gen Americas’93, Dallas USA 1993, 211-221.
• [6] Jeremiejczyk J.P., M.J. McIntosh, A.L. Ottrey: Nidrige NОx - Emissionen von Feueringen fur Latrobe Valley Braunkohle, VGB Kraftwerkstechnik, 67, 710-715 (1987).
• [7] Kambara S., T. Takarada, Y. Yamamoto, K. Kato: Relation between functional forms of coal nitrogen and formation of NOx precursors during rapid pyrolysis. Energy Fuel, 7, 1013-1020 (1993).
• [8] Koda F., S. Monta, К. Kiyama, T. Yano: Update '93 on design and application of low NOx combustion technologies for coal-fired utility boilers, Proceedings 1993 Joint Symposium on Stationary Combustion NOx Control, Miami Beach 1996, 4A 1-19.
• [9] Kremer H., R. Mechenbier, S. Wirtz: Nitrogen oxides formation and destruction during nonstaged and staged pulverized-coal combustion, International Symposium on Coal Combustion, 1987, 215-220.
• [10] Maczuga A.: Emisja i mechanizm powstawania tlenków azotu w czasie spalania polskich węgli energetycznych, Praca doktorska, Wrocław 2001.
• [11] Morgan M.E.: Effect of coal quality on the performance of low-NOx burners, J. I. Energy, 63, 3- 12 (1990).
• [12] Okazaki K., H. Shishido, T. Nishikawa, K. Ohtake: Separation of the basic factors affecting NO formation in pulverized coal combustion, 20th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute 1984, 1381-1389.
• [13] Pershing D.W., J.O.L. Wendt: Relative contributions of volatile nitrogen and char nitrogen to NOx emissions from pulverized coal flames, Ind. Eng. Chem. Process. D. D., 18, 60-67 (1979).
• [14] Pohl J.H., S.L. Chen, M.P. Heap, D.W. Pershing: Correlation of NOx emissions with basic physical and chemical characteristics of coal, Proceedings of the 1982 Joint Symposium on Stationary Combustion NOx Control, EPA CS-3182, 1983.
• [15] Pohl J.H., A.F. Sarofim: Devolatilization and oxidation of coal nitrogen, 16th Symposium (Int.) On Combustion, The Combustion Institute 1977, 491-497.
• [16] Press W.H., S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery: Numerical recipes in fortran - The art of scientific computing, Cambridge University Press 1992.
• [17] Smart J.P., T. Nakamura: NO emissions and burnout from a swirl-stabilised burner firing pulverised coal: the effects of firing coal blends, J. I. Energy, 66, 99-105 (1993).
• [18] Tigges K.D., A. Leisse, D. Lasthaus, M. Streffing: The development of low-pollutant pulverised- fuel firing systems, VGB Kraftwerstcchnik, 76, 358-363 (1996).
• [19] Wadsworth Jr. H.M.: Handbook of statistical methods for engineers and scientist, McGraw-Hill Publishing Company USA 1990.
• [20] Wendt J.O.L.: Fundamental coal combustion mechanisms and pollutant formation in furnaces. Prog. Energy Combust. Sci., 6, 201-223 (1980).