氧浓度对氨煤混燃高温还原区NH3/煤焦/NO异相还原的影响

TQ534; 在煤粉炉中掺入无碳燃料氨可有效降低火电CO2排放,近几年引起了越来越多的关注.然而,氨混烧增加了 NOx生成途径,研究氨煤混烧过程高温还原区NO的还原机理对实现氨煤混燃低氮排放尤为关键.高温还原区并非无氧环境,探究还原区微氧对未燃氨耦合煤焦还原NO的影响机理十分必要.利用高温水平管式炉研究了O2体积分数(0、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％)对NH3/NO均相以及NH3/煤焦/NO异相还原的影响机理,温度在1 373～1 773 K.研究结果表明,高温无氧环境下,随着温度升高,NH3均相还原NO的效率增加;当温度高于1 573 K时,NH3均相还原NO随温度的升高略微降低,...

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Published in煤炭学报 Vol. 48; no. 10; pp. 3912 - 3919
Main Authors 陈萍, 蒋博宇, 花昌豪, 王佩佩, 顾明言, 樊建人, 汪一
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 安徽工业大学能源与环境学院,安徽马鞍山 243002%浙江大学能源工程学院,浙江杭州 310027%华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉 430074 01.10.2023
Subjects
NO
micro oxygen
微氧
NH3
char
氨煤混燃
ammonia-coal co-combustion
煤焦
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2022.1445

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Summary:TQ534; 在煤粉炉中掺入无碳燃料氨可有效降低火电CO2排放,近几年引起了越来越多的关注.然而,氨混烧增加了 NOx生成途径,研究氨煤混烧过程高温还原区NO的还原机理对实现氨煤混燃低氮排放尤为关键.高温还原区并非无氧环境,探究还原区微氧对未燃氨耦合煤焦还原NO的影响机理十分必要.利用高温水平管式炉研究了O2体积分数(0、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％)对NH3/NO均相以及NH3/煤焦/NO异相还原的影响机理,温度在1 373～1 773 K.研究结果表明,高温无氧环境下,随着温度升高,NH3均相还原NO的效率增加;当温度高于1 573 K时,NH3均相还原NO随温度的升高略微降低,未燃氨对NO的最佳还原温度为1 573 K.而煤焦的存在显著提高了高温下NH3还原NO的效率,且将NO的最佳还原温度拓宽到1 673 K,煤焦与NH3对NO的还原表现为协同促进作用.相对于无氧条件,O2体积分数在2.0％、温度不高于1 500 K时,微氧促进了还原性自由基NH2/NH的生成,对NH3/NO的均相还原表现为促进作用;进一步升高温度,有利于体系内NH2/NH的氧化,使得有氧条件下NH3均相还原NO的效率低于无氧条件.NH3/煤焦/NO的异相还原体系中,当温度不高于1 473 K以及O2体积分数不高于0.5％时,微氧条件下的NO异相还原效率高于无氧条件;但当O2体积分数和温度的进一步提高,NHi 与OH/O等氧化性自由基的氧化反应相较于NHi/煤焦还原NO过程的速率更快时,NH3/煤焦/NO异相体系内NO的还原效率降低,表明存在促进高温还原区NH3/煤焦异相还原NO的最佳O2 体积分数.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2022.1445