２ 结 果 与 分 析
２ １ 热解 实 验 ．
ｍ ∞ 如
验系统及 方法 的详 细介绍参 见文献 ［］ ３． 煤 粉 的燃烧 实 验在 固定 床实 验 台上进 行 ， 图 １ 如 所示 ． 式 炉 的出 口通 过加 热 的硅胶 管与 烟气分 析仪 管 相连 ， 煤粉 燃烧 的气体产 物 由载气 携 带进 入 烟气 分 析 仪进 行 实时 监测 ． 实验 时首先将 固定床 反应器 升温至 目标 温度 ， 两 只热 电偶 温差小 于 １℃时 即认 为反应 待 区域温 度 已基 本恒 定 ； 然后 通人 总流量 为 １ ／ ｎ 的 ｍｉ Ｌ ０２ Ｏ 混合气 ， 动 电脑 及烟气分 析仪 ； ０１ ／ ２ Ｃ 启 取 ．ｇ煤粉
Ｎ０ ｅｅ ｓ ａ ｅ ｆ ｏ ｈ ｃ ａ ｓｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ｅ ｍａ ｉ ｕ ｏ ｃ ｎ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｌａ ｅ ｒ ｔ ｓｏ ｔ ｏ ｌ ｒ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｘ ｍ ｍ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｓｏ ｂ ｎ ｈ ｒ ｏ ＮＯ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ｏ ｔ ｒｒ ｌ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｇ Ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｒｅ ｅ ｅ ｓ ｒ ｃ ｓ ｆ ｈ ｈ
煤粉 的热解 实验 在热 天平 实验 台上进 行 ．由于反 应温度较 低 时 （ 小于 １ ０ ０℃） 煤粉 低升温速 率下 Ｎ２ ０ ， 和 Ｃ ２ Ｏ 中的热解过程 大体一致 ［， 本文 Ｎ２ ５故 Ｊ 中的热解
实验 可基 本反 映煤 粉 富氧气 氛 中 的热 解过 程 ， 有关 实
ｃ ｎ ｅｔ ｔ ｎ ｒ ｉｈ ｈｃ ａ ｓｏｈｇ ｅ ｏ ｖ ｒ ｏ ｔｓ ｆ ｔｎ ｏ １Ａｓ ｘ ｇ ｎｃ ｎ ｅｔ ｔ ｎｒ ｅ ，ｔｅ ｏ ｃｎｒ ｉ ｓ ｅｈｇ ，ｗ ｉｈｌ ｄ ｉｈ ｒ ａｏ ａ ｅ ｔ ＮＯ ｃｎ ｅｓ ｎｒ ｅ ｏ ｇｃａ． ｙ ｅ ｏ ｃｎｒ ｉ ｓｓ ｈ ｉ ａ ｏ Ｄａ ｏ ａｏ ｉ
分 释放 过 程 的改 变 可 能会 对 Ｏ２ Ｏ２ 氛 中燃 料 Ｎ ／ Ｃ 气
的 释放 产生 一 定影 响 ．
１ 实 验 过 程
实验 中选 取大 同和神华 两种 高挥 发分 烟煤 ， 元 其
素分析 和工业分析 见表 １ 原煤经破碎 和研 磨后 ， ． 筛取
为 了研究 Ｏ ／Ｏ 气 氛对不 同热解 特性 煤粉燃 料 ２ ２ Ｃ Ｎ 释 放过程 的影响 ， 选取 挥发分及元 素 Ｎ 含量 相近 的 两 种典 型烟 煤 ， 主要探 讨 热解 杼 Ｉ 同的煤 粉在 富氧 生不
第 １ ８卷 第 ５期 ２１ ０ ２年 １ ０月
燃
烧
科
学
与
技
术
Ｖｌ ．８ Ｎ Ｏ． ０ １ １ ５ ０ｃ ． ０１ ｔ２ ２
Ｊ ｕｒ ａ ｆＣｏ ｂ ｓｉｎＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｎ ｌ ｍ ｕ ｔ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｏ
煤 粉 热解 特性 对 富 氧燃 烧 中 ＮＯ 生成 规律 的影 响
王松岭，雷 鸣 ，黄江城 ，陆泓宇 ，王春波
（ Ｅ 华ｊ 电力大学能源动力与机械工程学 院，保定 ０ １０ ） ７０ ３ 摘 要：利用热天平确定两种挥发分含量相近烟煤的热解特性 ，然后采用固定床反应器对 比研究 了两种煤样富氧燃烧
中 ＮＯ 的释放规律．实验结果表明 ，热解特性优的大同煤 Ｎ 释放速率快 ，质量浓度高 ，最终转化率也要 明显高于神 Ｏ 华煤．随着 氧体积分数的增加 ，两种煤样燃烧过程中的 ＮＯ 释放速率加快 ，最大质量浓度升高 ，ＮＯ 释放过程逐渐缩 短．两种煤样燃料 Ｎ 的 Ｎ 转化率随着氧体积分数 的增加先升高后降低 ，且大 同煤 ＮＯ 转化率下降更多．随着温度的 Ｏ 升高 ，两种煤样燃料 Ｎ的 ＮＯ转化率先升高后降低 ，且大同煤高温下 ＮＯ转化率下降较多．
Ｃｈａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｘ — ｅ ｍ ｂｕ ｔｏ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＯ ｙ Ｆｕ ｌＣｏ ｓｉ ｎ
ＷＡＮＧ ｏ ｇ ｌ Ｓ ｎ —ｉ ｎｇ， ＬＥＩＭ ｉｇ， ＨＵＡＮＧ ｉｎ ｃ ｅ ｇ，ＬＵ ｎ ｙ ｎ Ｊａ ｇ—ｈ ｎ Ｈｏ ｇ－ ｕ， Ｗ ＡＮＧ Ｃｈｕ ｂ ｎ— ｏ
ｂ ｔ ｍｉ ｏ ｓｃ ａ ｉ ｈ ｈ ｖ ｉ ｌｒｖ ｌ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｅＮｏ ｅｅ ｓ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｓｏ ｈ ｕ ｖ ｒｚ ｄ ｃ ａｓｗｅ ｅ ｉ ｕ ｎ ｕ ｏ ｌ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｓｍｉ ｏ ａｉ ｏ ｔ ｎ ． ｎ ｎ ｔ ａ ｌ ｈ ｈ ｒ ｌａ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆｔ ｅ ｐ ｌ ｅ ｅ ｏ ｌ ｉ ｃ ｉ ｒ ｓ ｄ ｅ ｘ ｄ ｂ ｄ ｒ ａ ｔ ｒ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｅ ｅ ａ ｌ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｈ ｕ ｔ ｉ ｄ ｉ ａ ｆ ｅ ． ｅ ｅ ｃ ｏ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｇ ｎ ｒ ｌ ｉ ｉ ａ ｅｔ ａ ｅ ＮＯ ｅｅ ｓ ａｅ ｆＤａｏ ｇ ｃ ａ ｒ ａ ｔａ ｄ ｔ ｅＮ ０ ｎ ｉ ｓ ｙ ｎ ｔ ｒ ｌａ ｅｒ ｔｓ ｏ ｔ ｎ ｏ ｌ ｅ ｆ ｓ ｎ ａ ｈ
ｔａ） Ｃ 作为最有希望实现 火 电厂 近零排 放 的技术之 一在 近十年 内得到 了快速 的 发展 ＿． 煤 电站 采用 富氧燃烧技 术后 ， Ｊ燃 Ｊ 烟气 经干燥 脱 水后 可得 体积分 数高 达 ９ ％的 Ｃ （ ０ Ｏ２干基 ） 然后经 压 ，
图 ２是 大 同烟煤 和神 华 烟煤 的热解 特性 曲线 ｝． ３ Ｉ 如 图所示 ， 由于 煤 粉在 热解 前 进 行 了干 燥 ， 两种 煤 故
样 在 ２ ０℃以前都没有 明显失重 ． ０ 随着温度 的继续 升高 ， 同煤 的 ＤＴ 曲线 首 先 开始 下 降 ， 明大 同 大 Ｇ 说 煤 的热解 反 应 已经 开始 ， 发 分正 逐 渐析 出． 挥 与此 相
Ａｂｔａ ｔ ｈ ｒ ｇａｉ ｔｃｅｐ ｒ ｎｓｗｅｅｆｓ ｐ ｒ ｒ ｄｔ ｔｄ ｅｐ ｒｌｓ ｈ ｒｃｅ ｓ ｃ ｆ ｗｏｋｎ ｓｏ ｓ ｃ ：Ｔ ｅｍｏ ｒｖｍｅ ｉ ｘ ｅｉ ｔ ｒ ｒ ｍｅ ｒ ｉ ｔ ｅｆ ｍｅ ｏｓｕ ｙｔ ｙｏｙｉ ｃ ａａｔｒ ｔ ｓｏ ｉｄ ｆ ｒ ｏ ｈ ｓ ｉｉ ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｙ － ｅ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｒｓ ｘ －ｕ ｌ ｍｂ ｓｉ ｎ； ｐ ｒ ｌ ｓ ｓ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓ ＮＯ ｅ ｅ ｓ ｒ ｃ ｓ ；Ｎ Ｏ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｒ ｔ ； ｏ ｙ ｅ ｏ ｃ ｎ。 ｆ ｃ ｙ ｏｙ ｉ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ； ｃ ｃ ｒ ｌ ａ ｅｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｅ ａ ｘ ｇ ｎｃ ｎ ｅ 。
Ｎ０ ｏ ｖ ｒ ｉ ｎ ｒ ｔ ｆ Ｄａｏ ｇ ｃ ａ ｒ ｐ ｒ ｈ ｎ ｔ ａ ｆ Ｓ ｅ ｈ ａ Ｃ ａ ． ｅ ＮＯ ｏ ｖ ｒ ｉ ｎ ｒ ｔ ｓ ｏ ｏ ｈ ｃ ａ ｓ ｇ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ａ ｅ ｏ ｔ ｎ ｏ ｌｄ ｏ ｓ ｍｏ ｅ ｔ ａ ｈ ｔｏ ｈ ｎ ｕ Ｏ １ Ｔｈ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ａｅ ｆｂ ｔ ｏ ｌ ｏ
有所变化． 热解作为燃烧 中的一个重要初始过程 ， 可 显 著 影 响 煤 粉 的 着 火 行 为 ， 而 影 响 到 燃 烧 过 程 中 进 氮 氧 化合 物 的 生成 规 律 ． 富氧 燃烧 中 ， 氧化 合 物 在 氮 基 本来 自燃料 Ｎ， 而燃 料 Ｎ 主 要 以挥 发分 Ｎ 的形 式 释放 ， 因此 煤 粉燃 烧 过 程 中 ＮＯ 的排放 水 平 主要 取 决 于 挥 发 分 的燃 烧 Ｌ．文 献 ［］ ２ Ｊ ３ 中作 者 发 现 由于 煤 粉
—
・
４ ６・ ０
燃
烧
科
学
与
技
术
第 １卷 ８
第 ５期
热 解特 性 的 不 同 ， 富 氧燃 烧 中 ， 在 两种 挥 发 分含 量 相
燃烧 中 ＮＯ 的生成 规律
近 的烟 煤 着 火 行 为 有 着 明显 的 区别 ， 而 影 响 到 煤 进 粉 燃 烧 过 程 中挥 发 分 的 释 放 ．由 于 大 部 分 燃 料 型 ＮＯ 是 由挥 发分 Ｎ 氧 化生 成 ＿， ４ 因而 富氧 燃烧 中挥 发 ］
关键词 ：富氧燃烧 ；热解特性 ；Ｎ Ｏ释放过程 ；Ｎ Ｏ转化率 ；氧体积分数
中 图分 类 号 ：Ｔ ６ Ｋ１ 文 献 标 志码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ ７０ ２ １） ５０ ０ ．５ ０ ６８４ （０ ２ ０—４５０
Ｅｆｅ ｔ ｆ ｙ ｏ ｙ ｉ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｕ ｖ ｒｚ ｄ Ｃｏ ｌ ｎ ＮＯ ｎ ｒ ｔ ｎ ｆ ｃ ｒ ｌ ｓｓＣｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｆ ｌ ｅ ｉｅ ａ ｏ Ｐ ｃ Ｐ ｏ Ｇｅ ｅ ａ ｉ ｏ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｎ ｒｙ ｏ ｅ ｄＭｅｈ ｎｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅ ｅｇ Ｐ ｗ ｒ ｎ ａ ｃ ａ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｎｏｔ ｈｎ Ｅ ｅｔ ｃ ｏ ｒ ｎｖ ｒ ｔ ，Ｂ ｏ ｉｇ ７ ０ ３ ｈｎ ） ａ ｎ ｒ ｈＣ ｉａ ｌ ｒ Ｐ ｗｅ Ｕ ｉｅｓｙ ｃｉ ｉ ａ ｄ ０ １ ０ ，Ｃ ｉ ｎ ａ
粒径 为 ７ ５～９ ｍ 的煤 粉放人干燥箱 中， １５。下 ６ｘ ｔ 在 ０ Ｃ 干燥 ３ｈ以除去水分 ．
表 １ 煤样 的 工 业分 析 和元 素 分 析
煤 种
ｄ
工业分析
ｖ． ｄ Ａｍ 民 ＷＣ ｄ ａ ． ｉｄ ａ
元素分析
ＷＯａ ， ｄ ＷＮｄ ｉａ ， ＷＳｄ ａ
缩 冷却得 到液 态 Ｃ ２并 同时除去或 回收其他 污染物 ． Ｏ， 由于 煤 中氮 在 燃烧 过程 中 的迁 移 机 制受 煤 质 及 燃 烧 气 氛 的影 响 显 著 ， 此 富 氧 燃 烧 与 常规 燃 烧 反 因
１ 收 稿 日期 ：２ １ １ 一 ６ Ｏｌ — Ｏ ．
应 气 氛 的差 异 可 能使 得 氮 氧 化 物 的生 成 及 转化 规 律
大 同烟煤
３０ ． ９
２． ７６ ４
１．ｌ ２５