微型流化床中煤富氧燃烧特性

摘要

为了研究流化床锅炉中煤的富氧燃烧反应,将微型流化床反应分析仪和过程质谱仪(MFBRA-MS)联用,以烟煤和无烟煤标准煤样为对象,采用相对定量方法计算CO2浓度,研究了反应气氛、煤种等因素对煤粉在流化条件下快速燃烧反应动力学的影响.揭示了反应全过程中动力学参数的变化规律,并与热重条件下的实验结果进行对比,同时对主要气体产物的生成特性进行了跟踪和分析.结果表明,烟煤的活化能小于无烟煤,随着O2浓度的提高,煤富氧燃烧的活化能减小;相同氧浓度下,煤粉在O2/CO2气氛中燃烧活化能大于O2/Ar气氛;微型流化床中煤燃烧反应的活化能显著小于类似反应条件下热重分析获得的燃烧活化能.温度升高会缩短反应响应时间并使最大反应速率值增大,此时对应的转化率也增大.温度小于650℃不适宜煤粉燃烧,此时CO产量增加.O2浓度升高,CO2、NOx产量增加.相同条件下,煤粉在O2/CO2气氛中燃烧污染物产量少于O2/Ar气氛,这是由O2在不同气氛中扩散速率的差异所导致的.