多种方式下混煤燃烧NO排放特性实验研究

摘要

当前很多电站锅炉燃用混煤以提高煤炭尤其是劣质煤的利用率，要保证各组分煤种均稳定和完全燃烧会导致NOx排放量普遍偏高。目前的混煤研究大都采用煤种直接混合后进行实验研究，而在实际条件下，煤粉在炉膛中是由不同高度的燃烧器喷口喷出，因此本文设计了一种新型反应器，煤粉能够在不同的筛板反应层燃烧，更真实可靠的反应出混煤在不同燃烧条件下NOx的排放规律。选取了两种煤质差异较大的典型煤种(红沙泉烟煤、耒阳无烟煤)及其煤焦作为研究对象，在固定床反应器上进行了一系列针对不同掺烧方式下混煤燃烧NO排放特性的研究。
　　利用煤混合燃烧的研究结果表明：提高烟煤比例可以使着火和燃尽时刻提前，提高煤粉的燃烧性能。两种煤混合燃烧时，NO排放浓度介于两种单煤之间，随着无烟煤比例的增加，NO转化率逐渐升高；两种煤的相互影响对NO生成存在一定的作用，烟煤比例较小时表现为促进，反之表现为抑制。上层为烟煤、下层为无烟煤的分层混烧方式下NO排放最少，NO转化率最低。分层方式下的混合燃烧中，上层煤粉的挥发分对NO的还原有着十分重要的作用。
　　利用煤与焦混合燃烧的实验研究表明：分层混烧工况下，挥发分对抑制NO排放具有很大作用；煤焦作为独立个体进行燃烧时，比煤粉中的焦对NO的还原程度要强。在上层将烟煤与无烟煤混合后，煤的挥发分在NO的还原中起到的作用并非占主要地位，纯焦的还原活性增强应当是造成NO降低排放的主要原因。煤焦分层混烧反应的NO转化率随分层距离的增大而降低；两种煤相距过远时，上层烟煤挥发分 NO的还原作用并不是NO排放控制中的主要因素，主要依靠焦的还原活性增强使NO转化率降低。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 混煤不同掺烧方式介绍

1.3 国内外混煤NOx排放的研究概况

1.4 煤粉燃烧过程中NOx的形成和还原

1.5 课题的提出

1.6 本文研究内容

2 混煤燃烧特性及NO排放基本特性分析

2.1 引言

2.2 混煤燃烧特性分析实验

2.3 直接混合燃烧NO排放特性实验

2.4 本章小结

3 不同方式下混煤燃烧NO生成特性实验分析

3.1 引言

3.2 实验装置与方法

3.3 分层混烧与直接混烧的NO排放特性分析

3.4 不同分层位置下混烧NO排放特性分析

3.5 预混烧与分层混烧的NO排放特性分析

3.6 不同分层距离下混烧NO排放特性分析

3.7 本章小结

4 不同方式下煤焦混烧NO生成特性实验研究

4.1 引言

4.2 煤焦制备及实验方法

4.3 不同分层位置下煤焦混烧NO排放特性分析

4.4 煤焦预混烧与分层混烧的NO排放特性分析

4.5 不同分层距离下煤焦混烧NO排放特性分析

4.6 本章小结

5 全文总结与后续工作建议

5.1 全文总结

5.2 后续工作建议

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文