煤燃燒過程中氮析出特性及硫氮交互作用的研究.pdf

1、我國煤炭資源豐富，能源消費以煤為主。電站鍋爐煤粉燃燒過程中生成大量的氮氧化物，由此造成嚴重的環(huán)境污染，并嚴重影響人們的健康。因此，探討煤粉燃燒過程中燃料氮的析出規(guī)律，以控制污染物排放，實現(xiàn)煤粉的高效清潔燃燒，這是目前電站鍋爐需要亟待解決的問題。本文對煤粉燃燒過程中燃料氮的析出特性及硫氮的交互作用進行了研究。 首先，本文對不同煤種燃燒時氮的析出特性進行了實驗研究，對煤中氮析出的主要產(chǎn)物NO進行了檢測分析。研究發(fā)現(xiàn)，燃燒條件對煤中氮

2、的析出有重要的影響：燃料氮的轉(zhuǎn)化率隨著氣氛中氧濃度的增大而增大，隨著爐內(nèi)溫度的升高而增大，而當氧濃度或溫度升高一到一定程度時，燃料氮轉(zhuǎn)化率的增大趨勢趨于緩和；燃料氮的轉(zhuǎn)化率隨煤種的不同也呈現(xiàn)很大的變化：煤中揮發(fā)分含量越高，燃料氮的轉(zhuǎn)化率越高；氮含量越高，NO生成的瞬時濃度越高，而燃料氮的轉(zhuǎn)化率卻是下降的。 其次，本文對煤粉燃燒過程中燃料氮的析出規(guī)律進行了數(shù)值計算，建立了數(shù)學(xué)模型預(yù)測燃料氮的轉(zhuǎn)化率。模型中，揮發(fā)分的析出采用傅-張通

3、用模型；焦炭的燃燒選用擴散．動力控制燃燒模型：NO的生成采用擴展的De’Soete模型。模型計算結(jié)果表明，煤燃燒過程中揮發(fā)分氮和焦炭氮的轉(zhuǎn)化率均隨著溫度的升高而增大，并且在高溫下?lián)]發(fā)分氮的轉(zhuǎn)化率遠遠大于焦炭氮的轉(zhuǎn)化率；模型最終的計算結(jié)果與實驗值相吻合，故本文所建立的模型可以較準確的預(yù)測煤燃燒過程中燃料氮的轉(zhuǎn)化率。 最后，對煤粉燃燒過程中硫氮的交互作用進行了實驗研究。實驗結(jié)果表明：對于所選用的煤樣，元素硫的加入對煤粉燃燒過程中NO

4、的生成具有抑制作用，但不同煤種元素硫的析出與氧化對NO的生成影響和作用有所不同，揮發(fā)分含量高的煤，硫氮之間的交互作用較強：酸洗脫除煤中的可溶性鹽后，燃料氮的轉(zhuǎn)化率降低，酸洗脫除的礦物質(zhì)對煤中氮的釋放有重要的催化作用，酸洗脫除煤中的黃鐵礦后，燃料氮的轉(zhuǎn)化率進一步降低，煤中的黃鐵礦對NO的生成也有促進作用；S02的加入對煤中氮的析出也有重要的影響，在氧化性氣氛中燃燒時，燃料氮的轉(zhuǎn)化率隨SO<,2>的加入而降低，而在還原性氣氛中燃燒時，燃料氮