富氧條件下燃料氮遷移轉(zhuǎn)化特性的實驗研究.pdf

1、富氧燃燒技術(shù)的在CO2捕集方面具有其獨特的優(yōu)勢，并且比較容易實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。大量中試規(guī)模的研究顯示出其在降低NOX排放方面的獨特優(yōu)勢。富氧條件下氣氛的改變對煤粉熱解和煤焦燃盡過程都有較大影響，導(dǎo)致燃料氮遷移轉(zhuǎn)化特性的差異。本文利用一維沉降爐反應(yīng)器，分別對煤粉熱解和燃燒過程中氮元素的熱變遷過程展開了研究。
　　針對煤粉熱解過程，利用一維沉降爐反應(yīng)器開展了煤粉在Ar和CO2氣氛下的熱解實驗，探討了氣氛、溫度和煤階對揮發(fā)分氮釋放的影響，

2、并分析了含氮官能團的轉(zhuǎn)化路徑。結(jié)果表明：CO2氣氛可以促進NH3的釋放，同時會促進HCN的二次反應(yīng)，降低HCN的釋放量；隨著溫度和煤階的上升，HCN的釋放量會降低，而NH3釋放量的變化則比較復(fù)雜，受溫度和煤階的雙重影響。原煤和煤焦的XPS分結(jié)果表明熱解過程中季氮會與活性氧原子反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為吡啶，吡啶會進一步與活性氧原子反應(yīng)轉(zhuǎn)化為吡啶酮，CO2氣氛會促進官能團的轉(zhuǎn)化。
　　在燃燒方面，在沉降爐上開展了煤粉O2/N2、O2/Ar、O2

3、/CO2和O2/RFG四種氣氛下的燃燒實驗，研究了溫度、氧氣濃度、煤階和循環(huán)NO濃度對燃料氮轉(zhuǎn)化特性的影響，并分析了富氧燃燒條件下降低NO轉(zhuǎn)化率的各個因素及其貢獻率的變化。結(jié)果表明：溫度、氧氣濃度和煤階的增大都會導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率的增加。富氧燃燒條件下導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率降低的主要因素是循環(huán)NO的還原，占整體的50％以上，并隨循環(huán)NO濃度的上升進一步增加；其次是高濃度CO2氣氛對NO的還原，約占20%~30%；熱力型和快速型NO的消除所帶來的貢獻