CO2氣氛對(duì)煤粉燃燒及NOx生成影響的實(shí)驗(yàn)研究及其模擬.pdf

1、富氧燃燒也稱為O2/CO2煙氣再循環(huán)燃燒,是一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)CO2、SO2和NOx等污染物協(xié)同控制的新型燃燒技術(shù)。研究二氧化碳?xì)夥諏?duì)富氧煤粉燃燒過(guò)程中NOx生成與排放的影響具有十分重要的意義。
　　首先,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)軟件CHEMKIN模擬CH4在CO2或N2稀釋條件下的氧化過(guò)程,研究高濃度 CO2對(duì) CH4燃燒的影響;以NH3模擬燃料N,對(duì)不同氣氛(O2/CO2或O2/N2)下CH4燃燒過(guò)程進(jìn)行單程(即無(wú)煙氣再循環(huán))和帶煙氣再

2、循環(huán)模擬,研究 O2/CO2氣氛下 NH3的轉(zhuǎn)化過(guò)程和富氧燃燒NOx的生成機(jī)理。結(jié)果表明,高濃度CO2促進(jìn)反應(yīng)CO2+H=CO+OH改變了O/H基元的平衡,對(duì)NH3的分解和NOx的排放特性產(chǎn)生影響。富燃料時(shí)NOx排放比空氣氣氛的高,貧燃料時(shí)和空氣氣氛相當(dāng);引入煙氣再循環(huán)后,NOx排放在富燃和貧燃條件下較單程模擬分別降低了95％和18%。
　　其次,建立了一個(gè)煤粉燃燒的N化學(xué)模型,對(duì)煤粉富氧燃燒中燃料N的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了CHEMKIN模擬

3、。該模型包含一二次氧化劑的混合、揮發(fā)分脫出、氣相反應(yīng)、煤焦和碳黑與氣體之間的異相反應(yīng)。分析了CO2化學(xué)效應(yīng)、溫度以及一二次氧化劑的混合速率對(duì)NOx排放的影響。引入煙氣再循環(huán),進(jìn)一步研究富氧煤粉燃燒過(guò)程中NOx排放特性。結(jié)果表明, CO2的化學(xué)效應(yīng)對(duì)煤粉燃燒過(guò)程中燃料N到NO的轉(zhuǎn)化率(CRNO)的影響不大,一二次氧化劑的混合速率和溫度對(duì) CRNO有較大影響;帶煙氣再循環(huán)時(shí),出口煙氣中的NO含量比空氣氣氛高一倍左右,但由于O2/CO2氣氛下

4、出口煙氣量大幅降低,燃料N到NO的最終轉(zhuǎn)化率降低約50%。碳黑與NO的還原反應(yīng)對(duì)再循環(huán)煙氣中NO的還原起主要作用,低過(guò)量空氣系數(shù)時(shí),煤焦與NO的還原反應(yīng)對(duì)再循環(huán)煙氣中NO的還原也有一定的貢獻(xiàn)。實(shí)際富氧煤粉燃燒過(guò)程中,低NOx排放是CO2氣氛改變了爐內(nèi)燃燒溫度,一二次氧化劑的混合速率以及煙氣再循環(huán)的綜合結(jié)果。
　　最后,利用垂直沉降爐在空氣氣氛和不同O2濃度的O2/CO2氣氛下對(duì)煤焦的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定,得出不同氣氛下煤種的活化