燃烧温度对神华烟煤加压燃烧过程中C/N转化特性的影响
张屿
杜尚斌
张文达
赵义军
孙绍增
哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001
摘要：加压O2/CO2燃烧技术是一种可以实现CO2高效捕集的新型燃烧技术.为探究煤粉在加压O2/CO2气氛下的燃烧特性和污染物释放特性,采用加压沉降炉试验系统在0.9 MPa压力下对神华烟煤的加压燃烧(燃烧时间0.3 s)特性和N元素迁移释放特性进行研究.通过在线测量手段分析了O2/CO2气氛下,温度(1073～1 273 K)对燃烧过程中气相产物CO、N2O以及NO生成规律的影响.通过离线表征手段分析了温度对燃烧残炭物理化学结构变化的影响.结果表明,煤粉加压燃烧过程中,升高燃烧温度会导致煤中燃料N的气相NOx转化率先升高后降低,相比N2O,升高燃烧温度对NO释放的影响较弱,煤中燃料N向气相NOx转化主要由N2O决定.煤粉加压O2/CO2燃烧过程中,CO和NO浓度随燃烧温度的升高逐渐减小和增大,而N2O释放随燃烧温度的升高先增后减.燃烧温度1 273 K时,CO、NO、N2O体积分数分别达到363.5×10-6、10.2×10-6和6.8×10-6.FTIR结果表明,煤粉颗粒表面O—C=O结构含氧官能团比C—OH结构含氧官能团具有更高的燃烧反应活性.燃烧温度从1 073 K升至1 273 K时,C—O相对含量变化较小,O—C=O、C=O、C—H相对含量分别减小了 1％、1％和7％,而C=C/C—C相对含量增加了 7％.表明加压燃烧过程中升高温度会促进C—H结构快速消耗,同时提升残炭的芳香程度.1 273 K时,煤粉燃烧残炭表面以N-5、N-6形式赋存的N元素相对含量分别减少7％以及增加5％.加压O2/CO2燃烧过程中释放的NOx含氮前驱物主要来源于焦炭中固有的N-Q结构,其相对含量变化较小.
关键词：加压燃烧神华烟煤氮转化焦炭结构加压沉降炉
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)TK114(热能、热力工程)
资助基金：国家重点研发计划(2019YFE0100100-14)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022ZFJH004)
论文发表日期：2022-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 43-49 )
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