煤燃燒過(guò)程中氮析出特性及硫氮交互作用的研究.pdf

1、我國(guó)煤炭資源豐富，能源消費(fèi)以煤為主。電站鍋爐煤粉燃燒過(guò)程中生成大量的氮氧化物，由此造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，并嚴(yán)重影響人們的健康。因此，探討煤粉燃燒過(guò)程中燃料氮的析出規(guī)律，以控制污染物排放，實(shí)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(wèn)題。本文對(duì)煤粉燃燒過(guò)程中燃料氮的析出特性及硫氮的交互作用進(jìn)行了研究。 首先，本文對(duì)不同煤種燃燒時(shí)氮的析出特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)煤中氮析出的主要產(chǎn)物NO進(jìn)行了檢測(cè)分析。研究發(fā)現(xiàn)，燃燒條件對(duì)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(dāng)氧濃度或溫度升高一到一定程度時(shí)，燃料氮轉(zhuǎn)化率的增大趨勢(shì)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(shí)濃度越高，而燃料氮的轉(zhuǎn)化率卻是下降的。 其次，本文對(duì)煤粉燃燒過(guò)程中燃料氮的析出規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，建立了數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)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(kuò)散．動(dòng)力控制燃燒模型：NO的生成采用擴(kuò)展的De’Soete模型。模型計(jì)算結(jié)果表明，煤燃燒過(guò)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于焦炭氮的轉(zhuǎn)化率；模型最終的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相吻合，故本文所建立的模型可以較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)煤燃燒過(guò)程中燃料氮的轉(zhuǎn)化率。 最后，對(duì)煤粉燃燒過(guò)程中硫氮的交互作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于所選用的煤樣，元素硫的加入對(duì)煤粉燃燒過(guò)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(duì)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(qiáng)：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(duì)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(jìn)一步降低，煤中的黃鐵礦對(duì)NO的生成也有促進(jìn)作用；S02的加入對(duì)煤中氮的析出也有重要的影響，在氧化性氣氛中燃燒時(shí)，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(shí)，燃料氮