氨/煤混燃中细颗粒物和氮氧化物生成特性的试验研究
张勇1
崔保崇2
阮仁晖2
李明3
蒋禾青4
王学斌2
谭厚章2
1.国家能源投资集团有限公司,北京 1000112.西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,陕西 西安 7100493.烟台龙源电力技术股份有限公司,山东烟台 2640014.国电科技环保集团股份有限公司,北京 100039
摘要：近年来,氨气(NH3)作为一种富氢无碳燃料,被视为最具发展潜力的无碳可再生替代能源,将其与煤粉进行混合燃烧是降低火力发电过程中碳排放的有效方法之一.针对氨煤混燃过程中的细颗粒物和氮氧化物(NOx)排放,本研究在二段式一维沉降炉上开展了 NH3/煤混燃实验,在NH3/煤在高温区的长停留时间,探究了掺NH3比例对细颗粒物、NOx排放、氨逃逸和燃尽特性的影响.实验结果表明,细颗粒物产率随着掺氨比例先增加后降低,然后再次增加.在掺烧比例为30％时细颗粒物产率达到了最低,且低于纯煤工况.此外,随掺烧比例的增加,NOx排放展现出了与细颗粒物产率相同的趋势,而NH3逃逸随着掺烧比例增加而增加.随着掺氨比例的增加,NH3对炉内CO的氧化呈现出双重影响,在掺烧比例低于30％时,NH3为CO的氧化提供了额外的OH自由基,促进了 CO的氧化;但超过30％后,NH3氧化消耗了过多的氧气,抑制了 CO氧化,导致CO排放呈现出先增加后降低的趋势.NH3的气相反应促进了煤粉的脱挥发分反应,强化了煤粉颗粒的破碎,有利于其孔隙结构的发展,促进了半焦的氧化反应,飞灰未燃尽碳含量随着掺烧比例增加而逐渐降低.以上结果有利于进一步理解NH3/煤混燃中污染物的排放特性,为大型燃煤机组大比例掺烧氨气技术的开发提供了数据支撑和理论指导.
关键词：NH3/煤混燃燃烧特性细颗粒物NOx排放
分类号：X701(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52206170)
论文发表日期：2025-04-30
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：9( 154-162 )
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