CO和O_2气氛下煤中矿物质对NO_半焦还原反应的影响

收稿日期: 2000-06-19; 修回日期: 2001-04-26 基金项目: 国家自然科学基金( 29876047) 国家自然科学重点基金( 29936090) 作者简介: 赵宗彬( 1965-) , 男, 山东平原人, 博士生, 主要从事煤的洁净燃烧利用研究。
3期
赵宗彬等: CO 和 O2 气氛下煤中矿物质对 NO- 半焦还原反应的影响
赵宗彬, 管仁贵, 李保庆
( 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室, 山西太原 030001)
摘要: 在石英固定床反应器上采用程序升温法( TPR) 分别考察了 CO 和 O2 气氛下煤中矿物质对 NO- 半焦还原反应的影响。研究结果表明, CO 和 O2 对于半焦还原 NO 的反应有显著的促进作用; 煤中矿物质的催化作用与其组成相关, 矿物质中的碱金属 Na 对于 NO- 半焦反应具有较强的催化作用而对于 CO-NO 反应的催化作用较小; 矿物质中的 Fe 对半焦还原 NO 的反应催化作用微弱, 但在 CO 气氛下, Fe 对于 NO- CO 反应的催化作用较强可有效地促进 NO 的还原; O2 对于半焦还原 NO 反应的促进作用机理是 O2 与半焦反应在半焦表面上形成 C( O) 活性位参与 NO 的还原以及 O2- 半焦反应形成的 CO 在矿物质和半焦的催化下也参与还原 NO; 矿物质的惰质组分对 Fe 的催化作用以及 NO- 半焦反应均具有一定的阻抑作用。关键词: 矿物质; NO; 半焦; 氧气; 一氧化碳中图分类号: TQ53419 文献标识码: A
第 29 卷第 3 期 2001 年 6 月
燃料化学学报 JOURNAL OF FU EL CHEM ISTRY AND TECHNOLOGY
文章编号: 0253- 2409( 2001) 03- 0232- 06
V ol1 29 No13 Jun1 2001
CO 和 O2 气氛下煤中矿物质对 NO-半焦还原反应的影响
直接参与 NO 多相催化还原反应。而矿物质中的金
属氧化物对 NO- CO 反应具有较强的催化作用:
CO+ MO M+ CO2
( 4)
NO+ M 1P2N2 + MO
( 5)
因此在原煤半焦还原 NO 的反应体系中加入 CO 比
在 NO- 脱灰煤半焦中加入 CO 对 NO 的还原转化率
的影响要大得多。
随着温度的升高, NO- 半焦反应生成物中 CO 的
煤燃烧过程中 NO 的形成机理极为复杂, 既包括燃料氮( 煤中氮) 被氧气氧化生成 NO 的过程, 又
有 NO 被半焦、CO 等还原性物质还原生成 N2 的削
减过程, 一般认为燃烧过程中半焦还原 NO 的反应对于 NO 的排放具有重要的影响[1] 。
许多研究者采用纯炭作为半焦, 如 Chan[ 1] 等用石墨, Suuberg[ 2, 3] 等用酚醛树脂半焦, Smith[ 4] 等用蔗
半焦中的矿物质成分[ 7] , 龙口半焦矿物质 Na 的含量较高 ( Na2O: 0159% ) , 而五龙半焦中的 Fe 含量高 ( Fe2O3: 1192% ) , Na、Fe 分别是龙口煤和五龙煤半焦中有可能具有催化作用的活性组分。由此可以得
到结论, 矿物质中的 Na 对 NO- 半焦反应具有高的催化活性, 而其中的 Fe 对 NO- CO 反应催化活性较高。半焦负载 Fe 的实验表明( 以下讨论) , Fe 对于 NO- 半焦的反应也有较高的催化作用, 但矿物质中的 Fe 对
糖半焦来研究半焦与氮氧化合物的还原反应。这些
研究中选择的半焦前驱体具有较低的杂质含量以便
排除无机杂质对 NO- 半焦反应动力学数据的影响。
还有一些文献研究了惰性气氛下外加矿物质对 NO半焦反应的机理和反应动力学的影响[5] 。然而, 在煤的实际燃烧条件下, O2 和 CO 必不可少, O2 和 CO 对 NO- 半焦还原反应具有较大的促进作用[ 1, 6] 。分
( 2)
半焦中的矿物质对以上两个反应都具有催化作用。
矿物质在 NO- 半焦还原反应过程中具有双重作用,
一是惰质组分将煤焦中的含碳物质包藏起来, 对 NO
与半焦的接触具有阻抑作用, 从而使反应速度降低; 另一影响是矿物质的活性组分对 NO- 半焦反应具有催化作用, 这种催化作用与矿物质的化学组成及分散状态密切相关。其次, 煤内在的矿物质与外加的矿物质相比, 组分繁多组成复杂, 是多种活性组分与惰性组分共同复合的结果, 可能存在着活性组分之间的协同效应及惰性组分对活性组分催化活性的阻抑作用。因此, 研究煤内在矿物质在 O2 和 CO 气氛下对 NO- 半焦反应的影响可为全面了解煤燃烧过程中 NO 的生成和还原机理提供有价值的信息。
2 34
燃料化学学报
29 卷
NO- 半焦的影响很小, 原因可能是矿物质中的惰性
组分对 Fe 与半焦的接触具有抑制作用, 而催化剂与
半焦的接触面积的大小决定了催化剂催化活性的高低。Chan[1] 等研究了 NO 与 CO 还原反应, 发现半焦对 NO- CO 反应具有强的催化作用, 半焦的催化作
等的研究也表明, 由于半焦表面上碳原子能量分布的不均匀性, 半焦表面上的 C( O) 的反应性也相差很
大, 脱附活化能低反应性较高的 C( O) 是还原 NO 的
活性中间体, 而脱附活化能较高反应性低的 C( O) 对半焦还原 NO 有阻抑作用。不难理解, CO 更容易脱
除半焦表面上反应性较高的 C( O) , 而难于清除半焦
用与半焦的表面积有关, 表面积越大, 催化作用越
强。本工作发现脱灰煤半焦对 NO-CO 的反应催化作用较弱, 含铁矿物质对 NO- CO 反应具有高的催化
活性。结果差异的原因在于本工作所用的煤半焦比
表面积很小( < 1m2Pg ) , 而 Chan 等所用的半焦比表面积在 400m2Pg~ 530m2Pg 之间。采用比表面积较小
( 3)
因此 CO 对 NO- 半焦反应具有促进作用。温度升高,
C( O) 络合物的脱附变得容易, CO 的促进作用减弱。但这种解释已经受到了质疑。Brown[ 8] 等的研究表明, 反应( 3) 逆向反应容易进行, 正向反应非常困难, CO 难以从半焦表面清除碳氧络合物。Yamashita[ 6]
2 结果和讨论
211 CO 气氛下的研究为了测定石英砂和反应器对 NO- CO 反应的催化作用, 进行了空白实验。 NO 和 CO 的混合气体通过装有石英砂的反应器, 程
序升温至 950 e , 在实验误差允许的范围内, 没有发现 CO 还原 NO 的反应, 由此可知石英砂对于 NO- CO 反应没有催化作用, 无催化剂存在下, NO- CO 气相反应难于进行。图 1 是程序升温条件下研究 CO 气氛下矿物质对煤半焦还原 NO 影响的结果。龙口煤半焦加入 CO 对 NO 的还原转化率影响不大, 特别是对于脱灰煤半焦 CO 的存在对 NO 的还原反应基本没有作用。在半焦还原 NO 的反应系统加入 CO, 增加了 CO 催化还原 NO 的潜在可能性。由图 1( a) 可见, 尽管龙口煤半焦的矿物质对 NO- 半焦反应催化活性较高, 龙口原煤半焦对 NO 的反应性明显高于脱灰煤半焦, 但矿物质对 NO-CO 反应影响很小, CO 气氛下与惰性气氛下相比 NO 的转化率变化不大。
而阳泉煤半焦加入 CO 对 NO 还原的影响微弱( 图 2
( d) ) , 因为其矿物质中对 NO- CO 反应具有催化作用
的活性组分含量很低。
文献认为 CO 可以清除半焦表面上对 NO 还原
具有阻抑作用的 C( O) 络合物, 形成自由的碳原子活
性位: ( 1)
CO + C( O) CO2 + C*
的半焦, 有利于排除半焦表面对 NO- CO 的催化影
响, 从而得到矿物质对 NO- CO 反应催化作用的影响结果。
下花园煤半焦矿物质铁、钙等活性组分的含量
较高, CO 气氛下, NO 的还原转化率大幅度提高( 图 2( c) ) , 原因是 Fe、Ca 催化了 CO 还原 NO 的反应。
级空气燃烧是目前控制燃煤过程中 NO 排放的重要
方法之一, 由于在初级燃烧区采用贫氧燃烧, 形成还
原环境, 可抑制燃料氮转化生成 NO; 特别是贫氧燃烧环境下的 CO 和半焦的浓度很高, 可将燃烧生成
的 NO 还原成 N2 :
NO + 2C + O2 1P2N2 + CO + CO2 ( 1)
NO + CO CO2 + 1P2N2
表面上阻抑半焦还原 NO 的稳定 C( O) 。半焦表面上的碳氧络合物 C( O) 可以看作是 CO该表现出较强的
还原性, 其还原性介于 CO 和半焦上的活性位碳原
子之间, 而不可能表现出氧化性将 CO 氧化。 CO 对 NO- 半焦反应的促进作用可能主要通过
量增大, CO2 不断减少, 高温下 CO 取代 CO2 成为反
应产物中的主要含碳氧化物, 加入 CO 便增加了 NO-
半焦反应生成物的量, 根据化学平衡移动的原理, 高
温下 CO 的存在不利于 NO- 半焦正向反应的进行。因此高温下 CO 对于 NO 还原的促进作用有减小的
对于五龙半焦情况正好相反( 图 1( b) ) 。五龙半焦的矿物质对 NO- 半焦的催化作用不大, 原煤半焦与脱灰煤半焦的反应性十分接近; 但 CO 存在时, NO-WL- CO 反应系统的 NO 还原转化率远高于脱灰煤半焦在 CO 存在下 NO 的转化率。因此五龙半焦的矿物质对 NO- CO 反应的催化活性很高。考虑到

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O2 N2 O2 CO2气氛下煤燃烧NO析出特性

高到 1073K 的 45.54%，在 1173K、1273K、
1373K 时分别为 51.93%、59.01%、63.22%， 20
YQO2N2 YQO2CO2 LPO2N2 LPO2CO2 LYO2N2 LYO2CO2
在各个温度段下转化率的提高均较为明 10
程中受热分解析出的 NH3 较多，在氧化性气氛下发生式（4）～（6）反应生成 NO；挥发分含量较低的 LP，受热析出的 HCN 含量相对较多，部分 HCN 进行（2）～（3）反
应生成 NO，部分 HCN 作为中间产物与 H 反应首先生成 NH3，然后按照 NH3 的氧化路径最终转化为 NO，使得反应路径变得复杂。②LP 的固定碳含量高，煤种碳化程度深，
摘要：卧式管状炉实验结果表明 O2/CO2 气氛能够降低煤燃烧 NO 生成量。相比较 O2/N2 气氛，NO 析出曲线平坦，峰值小，持续时间延长，在 1173K 时，阳泉无烟煤（YQ）、聊城贫煤（LP）、里彦烟煤（LY）
NO 转化率分别为 31.45%、20.58%、17.73%，比相应的 O2/N2 气氛低 20.48%、12.42%和 24.78%。在 1173K 范围内，升高温度对 NO 转化有促进作用，进一步升高温度转化率变化不明显。YQ、LP 在 Ca/S
发生在焦炭表面的还原反应加强。③同样由于 LP 固定碳含量高，反应物质表面结合较
为致密，内部环的缩合程度高，这些因素都限制了煤中氮的析出速率与转化率。
从图 1（a）、（b）可以看出，O2/CO2 较 O2/N2 气氛下 NO 的析出特性有很大的不同，速率曲线变平坦，并且析出过程滞后、持续时间延长，析出速率与转化率均有较为明显
在炉膛内 1073K～1473K 的温度区域喷射石灰石，可以取得 20%～50%的脱硫率，但石灰石的加入势必对 NO 的析出产生一定的影响，国内外学者就此进行了相应的研究，所得结论并不完全一致。李徇天等人的管式炉实验中，通过选取合适的工况参数，石灰

N2／CO2气氛下内在矿物对煤焦反应活性的影响

影响的结果，而二者又由Ｃ２Ｏ较高的热容量、热解过程中间液相与内在矿物相互作用所致．
关键词：富氧；矿物；反应活性；煤焦
中图分类号：Ｔ６Ｋ１文献标志码：Ａ文章编号：１０ —７０２１）５０９ —５０６８４（０２０—３３０
ＡｂｔａｔＴｈｆｕｎｅｏｃｕｅｉｒｌｎｔｅ１ｔｉｓｃｒａｔｉｆｃａｓｕｄｒｏｙｆｅｏｄｔｎｓｓｄｓｒｃ：ｅｉｌｅｃｆｉｌｄｄｍｎｅａｓｏｎｒｎｉｅｃｉｔｏｈｒｎｅｘ —ｕｌｃｎｉｏｓｗａｔ — ｎｎｈｖｙｉｕｉｄｉｉａｅ．ｇｎｃｒｃａｔｃｅｎｒａｉａｔｃｅｉｎｌｄｄｍｉｅａｓｗｅｅｆｓｓｐｒｔｄｆｏｅｃｆｅｎｔｓｐｐｒＯｒａｉ —ｉｈｐｒｉｌｓａｄｏｇｎｃｐｒｉｌｓｗｔｉｃｕｅｎｒｌｒｒｔｅａａｅｒｍａｈｏｈｈｉ
Ｃｔｓｈｒ，ｒｓｅｔｅｙＴｅｃａｓｗｅｅｓｂｅｔｄｔｉｏｅｄｏｐｉｎｓｄ，ｔｅｍｏｒｖｍｅｒｎｌｓｓＯ２ａｍｏｐｅｅｅｐｃｉｌ．ｈｈｒｒｕｊｃｅｏｎｔｇｎａｓｒｔｔｙｈｒｇａｉｔｃａａｉｖｒｏｕｉｙ
ｔｒｅｃａｓｆｉｅｅｔａｋＡｎｅｅｒｅｏａｉｚｄａｌ５ｈｅｏｌｏｆｒｎｎ．ｄｔｎｔｙｗｅｅｄｖｌｔｉｅｔ０℃ ｉｒｐｔｂｒａｅＤＴ）ｎｅｎｄｒｈｈｌ４ｎａｄｏｅｆｎｃ（ＦｕｄｒａｄｕｕＮ２

流化床煤燃烧过程中NOx及N2O的形成机理及影响因素分析

流化床煤燃烧过程中NOx及N2O的形成机理及影响因素分析引言：煤炭是一种重要的能源资源, 当今世界上电力产量60%是利用煤炭资源生产的。

中国又是一个燃煤大国,一次能源能源76%是煤炭,到2005年我国煤年产量达20亿吨, 其中一半用于燃煤电厂,燃煤发电量约占全国总发电量的70%左右。

在煤燃烧过程中大量的氮氧化物伴随而生,并直接排放于大气。

循环流化床锅炉能够在燃烧过程中有效控制NOx的产生和排放,是一种“清洁”的燃烧方式。

流化床内的燃烧温度可以控制在840～950℃范围内,从而保证稳定和高效燃烧,同时,在此温度下运行,抑制了热力NOx 的形成;采用一、二次风分级燃烧方式,又可以控制燃料型NOx 的产生。

一般情况下,其NOx 的生成量仅为煤粉锅炉的1/3～1/4 , NOx 的排放质量浓度可以控制300mg/m3(本文烟气量均指标准状态值)以下。

循环流化床锅炉产生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),二者通称NOx ,此外,还有少量的笑气(N2O)。

通常情况下,煤燃烧生成的NOx 主要是NO ,其含量占90%以上,NO2只有5%～10%。

1、NOx和生成机理火电锅炉煤粉燃烧过程中所产生的氮氧化物(NOx)，主要是NO2和NO，其中的NO约占9O％以上，而NO2只占5％-9％，N20 的含量则更低。

根据煤粉和空气中各种氮的结合键能不同及与氮进行反应的介质成分的不同．火电锅炉燃煤过程中NOx生成机理分为三种。

1.1热力型NOx热力型N0x是指燃烧时空气中的N2在高温下氧化而生成的氮氧化物。

在高温下,氧气与燃烧空气中的N2按下述反应形成NO、NO2：N2+ O →NO + NN + O2→NO + ONO + O2→NO2+ O空气中的N2和02在高温下按Zeldovich机理反应的产物,是一种缓慢的反应过程。

按Zeldovich 反应机理,写成Arrhenius 形式,NO的生成速度为：k=A exp（-Ea/RT）根据流化床的运行温度范围(850～950 ℃) 和氧浓度水平,热力型NOx 的形成速率很低,故一般不予考虑。

煤半焦和残渣半焦的CO_2气化过程的反应动力学研究

ＫｉｅｉｓＰｒｃｓｆＣＣｎｎｔｃｏｅｓｏａｄＲＣＣｏＧａｉｃｔｏｓｆａｉｎｉ
ＣＨＥＮｈｆｎＳｕ－ｅ（ｅｏｕｎｈｍｉｌｎｉｅｎｅａｔｅｔｆＬｎｈｕＰｔｃｅｉｌｎｈｍｃｌＴｃｎｌｙｌｓｉｔ，ａｚｏ７０６，ｈａＰｔｌｍａｄＣｅｃｇｎｒｇＤｐｒｎｏａｚｏｅｏｈｍｃｄＣｅｉｅｏｇｉｔｅＬｎｈｕ３００Ｃｉ）ｒｅａＥｅｉｍｒａａａｈｏｎｔｕｎＡｓａｔＧｓｃｔｎｒａｔｉｆｈｎｕｏｌｈｒ（Ｃ）ａｄＳｅｈａｃａｄｒｔｉｕｆｔｎｒｓｕｈｒ（Ｃ）ｗｔＣ２ｗｓｂｔｃ：ａｉａｏｅｃｖｔｏｅｈａｃａｃａＣｒｉｆｉｉｙＳｎｈｎｕｏｌｉｃｌｅｃｏｅｉｅｃａＲｅｑａｉｄｉＯａｈ
ｎｏｓＭｄｌＨｅｎｏｅ（Ｍ）ａｄＳｒｋｎｏｏｅＳＭ）ｈｉｕａｏｅｕｔａｄｅｐｒｎａｒｓｌｈｗｔｔｏｐｒｄｗｔｅｎｈｎｉＣｒＭｄｌ（Ｃ．Ｔｅｓｌｔｎｒｓｌｎｘｅｍｅｔｅｕｔｓｏａｃｍａｅｉｔｉｇｅｍｉｓｉｌｓｈｈｈ
ｒｗｏｌｈｒｄｅｔｈａａｙｉｏｅｒｍａｎｄａｄｅｒｈｄｍｉｅａ．Ｔｅｋｎｔａａｔｒｎｅｅｃｌｕａｅｓｎｍｏｅａｃａａｕｔｅｃｔｌｓｓｆｔｅｉｅｎｎｃｅｎｒ１ｈｉｅｉｐｒｍｅｅｓｋａｄＥｗｒａｃｌｔｄｕｉｇＨｏｇ — ｃＯｈｉｃ

低阶固体燃料热化学转化过程中挥发分与半焦相互作用的基本原理

低阶固体燃料热化学转化过程中挥发分与半焦相互作用的基本原理杨华;李成义;张宏嘉;胡晨;张立欣【摘要】挥发分-半焦相互作用是低阶含碳固体燃料热化学转化过程中普遍存在的一种重要现象。

挥发分-半焦相互作用可以影响低阶燃料热化学转化过程的各个方面：促进碱金属/碱土金属（AAEM）的挥发、抑制气化、催化焦油分解、碳-碳结构重排及稳定化(抑制气化)、促进半焦上N的迁移等。

回顾了低阶燃料热化学转化过程中的挥发分-半焦相互作用的最新研究进展，为更好的利用低阶固体燃料提供理论指导。

%Volatile–char interaction is an important phenomenon for thermochemical conversion process of low rank carbonaceous fuels. The volatile–char interaction can significantly affect almost every aspects of low-rank fuel thermochemical conversion process,including promoting volatilisation of alkali and alkaline earth metallic(AAEM), restraining gasification, catalyzing tar decomposition,etc.In this paper, research progress in the interaction between volatiles and char in thermochemical conversion process of low rank carbonaceous fuels was introduced.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)009【总页数】4页(P2252-2255)【关键词】挥发分-半焦相互作用;热解;气化【作者】杨华;李成义;张宏嘉;胡晨;张立欣【作者单位】北京高能时代环境技术股份有限公司，北京100095;中国天辰工程有限公司，天津 300400;中粮营养健康研究院，北京 102209;北京高能时代环境技术股份有限公司，北京100095;陕西科技大学，陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TQ028随着经济和社会的高速发展，人们对能源的需求日益增长。

O_2CO_2气氛下煤粉恒温燃烧及NOx释放特性研究

O_2/CO_2气氛下煤粉恒温燃烧及NOx释放特性研究煤炭是重要的化石能源,很久以来煤炭在人类能源结构中占据了十分重要的地位。

根据目前的能源结构,煤炭在我国能源消费主要地位在最近一段时间将不会发生改变。

在煤炭开采过程中以及煤粉燃烧过程中都会对环境造成污染,尤其在煤粉燃烧过程中产生SO2、NOx等污染物容易造成酸雨、温室效应等环境问题。

因此,煤炭燃烧特性及污染物释放特性的研究,对高效、环保的利用煤炭资源提供了一定的指导意义。

首先,本文利用恒温热重-燃烧污染物在线监测系统对O2/CO2气氛下煤粉燃烧动力学进行测量,提出了一种基于煤质参数的新判定方法,以此表征恒温下混煤燃烧特性。

通过引入煤质判定指数FZ作为煤质参数的综合反映,定义燃烧判定指数D1、D2、S作为燃烧特性的定量表征,并根据两者关系绘制判定指数曲线,寻找O2/CO2气氛,不同工况下FZ对D1、D2、S的影响规律。

结果表明:FZ能够包含主要煤质参数,D1、D2、S能定量表示不同阶段的燃烧特性;当温度/氧气浓度改变时,曲线D1、D2、S斜率能准确反映不同阶段混煤燃烧特性受煤质的影响程度。

通过恒温燃烧热重实验台,结合利用新判定方法,分析不同工况条件下,煤质变化对混煤燃烧特性的影响,规律,并验证了新判定方法的可靠性。

分解炉内不同CO2体积分数下的煤粉及煤焦还原NO特性

摘
要：利用高温气悬浮实验台对水泥行业中两种典型煤粉及一种煤焦在不同Ｃ２Ｏ体积分数的气氛下埘ＮＯ的还
．
原特性进行了实验研究，并考察了添加生料、石灰百及生料分解产物对煤焦及煤粉还原ＮＯ的影响特性表明，气氛中Ｃ２Ｏ体积分数升高，煤焦及煤粉对Ｎ的还原速率均增大Ｏ
ｍｅｌ１ｓｏｅａｄｔｅｐｏｕｔｏｆｒｗａｅｏｏｉｏｅｏｅａｅｔｈｃｅｓｆＣＯ，ｃｃｅｔａ— ａ，ｍｅｔｎｎｈｒｄｃｉｎｏＩａｍｅｌｃｍｐｓｔｎｂｃｍｓｗｅｋｒｗｉｔｅｉｒａｅ０ｄｉｈｎｏｎｎｒ
吕刚，陆继东１，刘智湘，薛锦添，谢新华，２
，
曾阔，胡芝娟
，
（．中科技大学煤燃烧家重点文验事，武汉４０７：１华３０４
２．华南理１大学电力学院，广州５０４；３１６０．天津水泥设计研究院有限公司
天津３００）０４０
ＬｎＵＪｄｎＬＵＺｉｉｇＸＵＥＪｎ－ｉｎＸＩｎ＿ｕ０Ｇａｇ，Ｌｉｏｇ一，Ｉｈ— ａ－ｘｎｉｔａ，ＥＸｉｈａ１
，
．
ＺＮＧＫｏ，ＨＵＺｉｕｎＥｕｈ￣ａ
（・ｔｔｙＬｂｒｔｒｆａＣｏｕｔｎＨｕａｏｖｅｓｔｆＳｅｃｎｄＴｅｈｎｏ１ｓａｅＫｅａｏａｏｙｏＣｏｌｍｂｓｉｏｚｈｎｇＵｎｉｒｉｙｏｃｉｎｅａｃｏｌｇｙＷｕｈｎ４３７ａ００４，Ｃｈｎｉａ；

O_2_CO_2气氛下煤焦燃烧反应动力学特性试验研究

进行了 O2 /CO2 气氛与
烧 , O2 /CO2 气氛下 NOx 排放是常规空气燃烧的
25%
[ 1, 2 ]
O2 /N2 气氛对比的热重分析 , 应用经典随机成核
; 在 CANM ETCETC 的试验系统上发现随
[ 3, 4 ]
模型试算出了试验煤焦的反应动力学参数 , 樊越胜
[9]
着送风中氧量的增大 , 炉内火焰温度会提高王宏
其他气氛也有相同的结果反应模型积分形式不成立其随机行走的规律满足式一维扩散二维扩散三维扩散球对称随机核化模型收缩核模型柱对称收缩核模型球对称其中与反应介质的分形结构有关klymko等发现反应速率常数与反应介质上的随机行走行为有关可表示为所以在分形反应介质上速度常数满足下式并且这一结果得到了大量计算机模拟的证实上式括号中的部分可以根据试验采集数据从热重曲线中求出因此通过作图可以求得活化能时间效应动力学分析煤焦的燃烧受外部及内部多种因素的影响煤焦表面粗糙不平煤焦内部具有丰富的孔结构并且已有的研究表明了煤焦具有分形特性因此其化学反应应遵循分形反应动力学分形反应动力学与经典动力学最大的不同在于考虑了介质在采用时间效应修正后煤焦程序升温收缩核模型燃烧速率表示为12则变形为200937122108线性相关性更好
[ 5, 6 ]
;
等对空气和不同氧气掺比气氛下不同粒径
[ 10 ]
等人在卧式管式电炉上 ,对 O2 /CO2 气氛
煤粉进行了热重试验 , 主要分析了煤粉粒径对不同氧体积的反应。李庆钊、牛胜利
[ 11 ]
和空气下堆积状态煤粉在 700 ～ 1 000 ℃时 NOx 和 SO2 的释放特性进行了研究。由于燃烧气氛的改变 ,如上所述煤的燃烧特性发生了很大的变化 , 其燃烧动力学也不同于常规空气下。经典燃烧动力学是在空气下燃烧结合试验数据分析整理得到

分解炉内CO_2含量对燃煤NO释放特性的影响

Al2O3+TiO2 3.14
表 2 水泥生料成分 Table 2 Chemical composition of cement raw meal
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
2.08
43.60
1.34
0.52
0.05
0.20
Cl 0.009
w/%
Ignition loss 36.37
1.2 台架实验台架(见图 1)由供气装置、炉体和烟气检测
CAI Lüqing1，LU Jidong1，LÜ Gang2 (1. Power Electric College, South China University of Technology, Guangzhou 510640; 2. State Key Laboratory of
Coal Combustion, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)
Key words: precalciner; carbon dioxide; coal combustion; nitric oxide
新型干法水泥生产中的氮氧化物主要由两部分组成：分解炉内煤粉燃烧过程中形成的燃料型 NO 和回转窑内高温下形成的热力型 NO，[1] 分解炉是降低水泥工业中 NO 的主要设备。分解炉内煤粉属于低温无焰燃烧，煤粉燃烧放出热量的同时还伴随着水泥生料的分解。炉内温度约为 850～950 ℃，煤粉在此温度下燃烧主要产生燃料型 NO，包括挥发分 N 氧化生成的挥发分 NO 和煤焦 N 氧化生成的焦炭 NO。[2]
蔡吕清 1，陆继东 1，吕刚 2

无烟煤焦炭对NO的还原率

（ｔｔＫｙＬｂｒｔｒｆｌｎＥｅｙＵｉｚｔｎｈｊｎｎｖｒｔ，Ｈｎｚｏ１０７ｈｎ）Ｓａｅｅａｏａｏｙｏｅｎｒ・ｔｉｉ，ＺｅａｇＵｉｅｓｙａｇｈｕ３２，ＣｉａＣａｇｌａｏｉｉ０
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｌｅｇｓｆｏａｔｒｃｔｏｕｔｏｎｏｒａｔｗｉｈｒｉｏｂｅｐｐｘｄ－ｅｅｔｓｓｅｔｅｆｕａｒｍｎｈａｉｅｃｍｂｓｉｎｗｅｔｅｃｔｃａａｄｕｌ－ｉｅｆｅ－ｄｔｓｙｔｍｏｔｈｎ－ｉｂ
周志军，陈瑶姬，杨卫娟，刘建忠，周俊虎，岑可法
（浙江大学能源洁净利用国家重点实验室，杭州３０２）１０７
摘要：采用双管式固定床试验台，直接通入无烟煤粉燃烧产生烟气与焦炭反应，以此模拟真实无烟煤粉燃烧气氛，研究无烟煤焦炭对ＮＯ还原率的影响因素．研究发现，无烟煤焦炭还原ＮＯ效果显著，燃烧温度的提高利于增加还原率；粒径并非越细越好，而是存在着一个最佳还原粒径尺寸；无烟煤焦炭的比表面积是影响其还原率的关键因素；ＣＯ与Ｃ体积的比值可以表征无烟煤焦炭的还原率，值越小表明活性越强．Ｏ２关键词：无烟煤；焦炭；ＮＯ；还原率
中图分类号：Ｔ５４Ｑ３文献标志码：Ａ文章编号：１０ —７０（００．４７００６８４２１）６０７．６１
ＡｎｔａｉｅＣｈａｔｖｔｅｏＮＯｄｕｃｉｎｈｒｃｔ — ｒＡｃｉｉｉｓｔＲｅｔｏ
ＺＵＺｉｕ，ＣＥＹｏｊ，ＹＮＧＷｅ－ａ，ＬＵＪｎｚｏｇＨＯＪｎｈ，ＣＮＫ — ＨＯｈ－ｎＨＮａ－ｊｉＡｉｕｎＩａ－ｈｎ，ＺＵ－ｕＥｅｆｊｉｕａ

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