分解炉内不同CO2体积分数下的煤粉及煤焦还原NO特性

利用高温气固悬浮实验台对水泥行业中两种典型煤粉及一种煤焦在不同CO2体积分数的气氛下对NO的还原特性进行了实验研究,并考察了添加生料、石灰石及生料分解产物对煤焦及煤粉还原NO的影响特性.研究结果表明,气氛中CO2体积分数升高,煤焦及煤粉对NO的还原速率均增大,NO气体体积分数的谷值降低.水泥生料及石灰石对煤粉及煤焦还原NO的反应具有正催化作用;而水泥生料的分解产物对NO还原的正催化作用最强.随着气氛中CO2体积分数的升高,添加生料、石灰石及生料分解产物对煤焦及煤粉还原NO的促进作用相对减弱.     

煤焦O_2/CO_2燃烧方式下NO_x生成与异相还原特性

在微型流化床反应器上,对几种典型煤焦在O2/CO2燃烧方式下不同燃烧气氛、氧气体积分数、初始循环NOx体积分数对NOx生成的影响以及煤焦/NO的异相还原进行了实验研究.实验结果表明,同一种气氛下CO2焦的N转化率大于N2气氛焦转化率;氧气体积分数提高对煤焦还原NOx既有促进也有抑制作用;初始NOx体积分数的提高对NOx还原量、还原速率均有提高.     

CO对NH3还原NO过程的影响与机理研究

为揭示CO对NH₃还原NO过程的影响,在不同CO体积分数下对NH₃还原NO过程进行了实验与模拟研究。实验结果表明：无氧气氛中存在CO时,对1 400℃以下NO还原率无显著影响;CO可提高1 400℃以上的NO还原率。在低氧体积分数条件下,CO的存在能扩展NH₃还原NO反应的温度窗口,使其在1 400℃以上仍保持高NO还原率。在高氧体积分数条件下,CO仅使最佳脱硝温度向低温移动,并使脱硝温度窗口变窄。模拟结果表明：在无氧及低氧体积分数条件下,1 400℃以上时CO可促进NH₂与CO反应生成HNCO,随后HNCO转化为NCO后将NO还原,增强了NO还原过程;高氧体积分数条件下,CO可在较低温度下促进OH、O等基团产生,保证NH₂生成及其还原NO过程进行;但温度升高会加快CO与OH反应产生H,H与O₂反应产生大量O,加速了NH₂氧化,导致NO还原率迅速降低。     

典型煤种O_2/CO_2/H_2O气氛下中高温燃烧时NO的生成特性

利用自制恒温热分析系统研究了大同烟煤和阳泉无烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛下中高温燃烧时NO的释放行为,并与O_2/N_2和O_2/CO_2气氛下的情况进行了对比分析.结果表明:当氧气体积分数为5%时,大同烟煤在O_2/CO_2和O_2/N_2气氛下燃烧时只有一个NO体积分数峰,而在O_2/CO_2/H_2O气氛下却变成一前一后2个峰;当氧气体积分数升高到21%后,大同烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛中的NO释放过程又变为一个体积分数峰;阳泉无烟煤的NO释放过程与大同烟煤类似;大同烟煤在O_2/CO_2气氛中的NO排放量始终低于O_2/N_2气氛中;由于低氧气体积分数下H_2O气化反应的影响,大同烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛中的NO排放量在高温下高于O_2/CO_2气氛中;氧气体积分数升高后,大同烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛中的NO排放量又低于O_2/CO_2气氛中;阳泉无烟煤的NO排放量高于大同烟煤,但其不同气氛下的变化趋势与大同烟煤一致.     

CO_2浓度对煤焦燃烧及污染物排放特性影响的试验研究

在热重分析仪上进行了燃烧特性试验,考察了CO2浓度对徐州烟煤及其煤焦燃烧特性的影响,并在固定床反应器上研究了CO2浓度对烟煤燃烧过程中气态污染物排放特性的影响.结果表明:在相同CO2浓度下,随着CO2浓度的提高,煤及煤焦的着火温度略有上升,燃尽温度明显升高,煤焦的燃尽时间显著延长;SO2排放浓度随时间增加呈双峰析出,其排放量随CO2浓度的提高而减少;NO排放量随CO2浓度的提高而减少;CO排放量随CO2浓度的提高而增加;当温度低于烟煤的燃尽温度时,CO2对煤焦的气化作用使CO排放量大幅增加.     

煤粉再燃过程对煤焦异相还原NO的影响

利用高温携带流反应装置,研究了煤种(包括褐煤、烟煤和贫煤)、再燃区内反应温度、煤粉粒径、一次燃烧区空气过量系数SR1和再燃区空气过量系数SR2对煤焦异相还原NO作用的影响,探讨了煤焦异相还原NO的机理.结果表明:随着SR2和煤粉粒径的减小以及再燃区反应温度的提高,煤粉NO还原效率增加;在相同的SR2下,随着煤中挥发分含量的提高,煤粉粒径的增加和再燃区反应温度的降低,煤焦异相还原NO贡献上升;对于相同再燃燃料份额:SR1=1.0和SR1=1.2时煤焦异相还原NO的贡献均大于SR1=1.1时的异相还原NO的贡献.     

不同制焦气氛下H-form煤焦特性

选用Loy Yang褐煤和大同烟煤,破碎、研磨、筛分、酸洗得到H-form煤粉,研究N2气氛和CO2气氛下所制煤焦的结构特征及其在21%O2/79%Ar、21%O2/79%N2、21%O2/79%CO2气氛下的燃烧特性.结果表明,同阶Hform煤粉在N2气氛和CO2气氛下制焦,CO2气氛下煤焦C/H、C/O降低,表面有气化反应痕迹,微晶结构相对趋于有序化.烟煤煤焦着火温度随载气定压比热增大而升高,褐煤煤焦则不明显.烟煤煤焦在21%O2/79%Ar下燃烧反应活性最好,在21%O2/79%CO2下最差,且差异明显;褐煤煤焦的趋势与烟煤煤焦的相同,但无明显差异.     

O_2/CO_2气氛下碳烟氧化的反应动力学研究

利用热重分析对典型碳烟在O_2/CO_2气氛下氧化的动力学特性进行研究,对比了其与O_2/N_2气氛下的差异,并重点考虑了O_2体积分数的影响,建立了富氧燃烧条件下碳烟氧化反应的表观活化能E和频率因子A与O_2体积分数的定量关联机制.结果表明:与O_2/N_2气氛相比,O_2/CO_2气氛下碳烟氧化的起始和结束温度均较高,综合反应指数降低;O_2/CO_2气氛下,随着O_2体积分数增大,碳烟氧化的TG-DTG曲线向低温区移动,起始和结束温度均降低,最大失重速率增加,综合反应指数显著提高;碳烟氧化反应的E与A之间总是存在显著的"动力学补偿效应",当O_2体积分数低于20%时,E和ln A均与O_2体积分数呈正相关,而当O_2体积分数高于20%时,E与A随O_2体积分数的变化不显著.     

煤焦异相还原NO的实验研究

在U形石英管固定床反应器中实验研究了乌达煤焦对NO的异相还原作用。乌达煤焦在程序升温和快速升温条件下还原NO的实验结果表明,反应温度超过700℃时,NO的还原率开始迅速上升,在实验范围内,温度维持在800～1 000℃,NO的还原率较高。反应区的初始氧气体积分数越高,NO的还原率越低,表明煤焦与氧气的反应和煤焦还原NO的反应之间存在着较强的竞争作用。煤焦粒径越粗、制焦温度越高,NO的还原率越低,表明制焦条件对煤焦还原NO的反应性亦有较大影响。     

热解温度对2种煤在流化床中热解产物的影响

利用小型流化床热解试验台,对比分析了小龙潭褐煤和李嘴孜烟煤在不同热解温度下的热解过程,获得了不同热解温度下热解产物产率和成分的变化规律.结果表明:与李嘴孜烟煤相比,煤化程度较低的小龙潭褐煤热解后产生的煤气产率较高,煤气中H2和CO2的体积分数较高,CH4的体积分数较低,焦油产率较低,焦油中烷烃类质量分数较高;当热解温度从500℃升高至700℃时,小龙潭褐煤和李嘴孜烟煤的煤气产率均明显升高,半焦产率有所降低;焦油和热解水产率随着温度的升高先升高后降低,在550~600℃内达到最大值;随着热解温度的升高,煤气中H2的体积分数明显升高,而CO2体积分数则有所降低,同时焦油中烷烃类质量分数降低,萘类芳烃类质量分数升高.