煤粉預(yù)熱對燃燒和氮氧化物影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國燃用低揮發(fā)份無煙煤時(shí)效率低和Nox高是當(dāng)前我國火力發(fā)電行業(yè)的兩大難題，亟待加以解決。目前國內(nèi)所提出的各項(xiàng)改進(jìn)措施雖有效果，但沒有根本解決所存在的問題。本論文提出將無煙煤粉在進(jìn)入煤燃燒器噴口前進(jìn)行預(yù)熱處理，使煤粉提前析出揮發(fā)份，從而著火提前，反應(yīng)速率加快，有利于煤粉的著火和燃盡，另外提前脫除揮發(fā)份后形成的半焦的反應(yīng)表面積增大也將有利于著火與改善燃盡，從而可能會提高燃燒效率。另一方面揮發(fā)份氮析出，在還原氣氛中，NH3和HCN被還原成N2

2、；又由于經(jīng)加熱破壞了煤中含氮官能團(tuán)比例，也將有利于減少Nox。本文將按照這一思路，從煤粉的揮發(fā)份析出特性，半焦結(jié)構(gòu)變化，燃燒動力學(xué)特性、含氮官能團(tuán)、氮氧化物前驅(qū)物變化對于Nox排放的影響等方面開展試驗(yàn)研究，探討了預(yù)熱程序?qū)τ谌紵^程中燃料的著火及燃料的燃燼的影響，以及預(yù)熱程序?qū)τ贜ox排放過程的影響。 首先，本文使用BET比表面積分析儀、XRD分析儀、熱重分析儀—紅外色譜聯(lián)用分析儀研究了試驗(yàn)煤種的比表面積、芳香片層結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)煤種

3、的燃燒特性。結(jié)果表明：預(yù)熱溫度在673 K-1273 K之間揮發(fā)份組分釋放量隨熱解溫度的上升而增加；無煙煤和貧煤的比表面積和孔容積也隨之增加，煙煤則表現(xiàn)出與上述兩個(gè)煤種相反的變化趨勢。偏離石墨有序性狀態(tài)的半焦，反映這個(gè)溫度區(qū)間燃料具有較好的反應(yīng)性能。熱天平燃燒試驗(yàn)也驗(yàn)證了此預(yù)熱區(qū)間燃燒性能的改善。另外預(yù)熱過程中加熱速率變化對熱解產(chǎn)物的析出速率影響較大，慢的加熱速率更能提高煤粉的熱解性能，有利于半焦燃燒性能的提高。 其次，本文利用