高碱煤纯烧的灰化学问题及高效燃烧研究进展
李林宣1
任强强1
杨少波2
周丽1
1.中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 1000492.中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,北京 100190
摘要：煤炭在我国的能源消费结构中占有至关主要的地位,新疆地区拥有丰富的煤炭资源储量,是我国重要的能源接续区和战略储备区.新疆地区的煤炭资源,特别是准东煤中碱金属和碱土金属(Alkali metals and Alkaline Earth Metals,AAEMs)含量普遍较高,属于典型高碱煤,可供长期使用.随着新疆地区煤炭资源的大规模开采和利用,高碱煤在燃烧过程中发生的结渣、沾污和腐蚀等问题严重限制了其大规模和高效利用.实现 100%纯烧高碱煤是高碱煤利用的重要目标,但解决纯烧过程中涉及的灰问题是首要问题.基于现代多元、分时、动态分方法,利用CiteSpace软件获取近 20a来高碱煤研究领域的 4401条文献,对文献结果进行文献聚类分析、关键词凸显分析和时间序列分析,对不同时期的研究热度峰值区间进行了系统分析.指出了该领域未来研究需要关注AAEMs的存在形式与迁移特性、低温共熔物形成机制、燃烧高效利用调控措施等方面.以典型高碱煤为基础,总结了其基本理化特性,重点剖析煤灰碱性组分对煤灰熔融温度的影响和AAEMs的存在形式.在此基础上,调研AAEMs和低温共熔物 2个核心方面研究进展,探究AAEMs迁移特性与低温共熔物的生成机制,对煤炭清洁高效利用低碳具有重要意义.然后,将高碱煤燃烧高效利用调控措施归纳为降低AAEMs含量、增加酸性组分和反应器运行与结构优化三大类别,分析了利用措施对缓解高碱煤结渣沾污的原理与效果,并指出对应方法的问题和不足.此外,提出煤粉纯化-燃烧高效利用技术或许是解决高碱煤燃烧高效利用难题的有效手段.最后,双碳背景下对火电提出了灵活性改造需求,火电机组需要提高变负荷调节能力,以保证稳定的功率输出.指出了实现高碱煤燃烧高效利用调控建议和未来研究方向,需要结合地方多样化资源优势并系统地制定整体方案,在全流程精准控制结渣、沾污和腐蚀等难题,实现清洁高效低碳利用.
关键词：高碱煤CiteSpace结渣沾污燃烧高效利用纯化-燃烧
分类号：TQ534(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划资助项目(YSBR-028)
论文发表日期：2024-10-28
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：29( 4088-4116 )
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