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题名氨/煤气流床半气化燃烧及氮转化特性实验研究
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作者
崔保崇
王肖肖
舒逸翔
林辉
谭厚章
王学斌
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机构
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期4071-4079,共9页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFB4100500)。
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文摘
氨气(NH_(3))作为零碳富氢燃料,在燃煤锅炉中掺烧NH_(3)是从燃烧源减少碳排放的有效途径,但会带来NO_(x)排放升高和煤粉燃尽变差等问题。为实现燃煤锅炉掺烧NH_(3)的低NO_(x)排放,在自行搭建的气流床半气化燃烧实验台上探究了气化炉掺烧20%的NH_(3)(G-20%NH_(3))和燃烧室掺烧20%的NH_(3)(C-20%NH_(3))中燃料氮的转化和NO_(x)排放特性。研究发现,气化炉内掺烧NH_(3)会降低炉膛温度,但对煤粉的气化反应影响较小,与纯煤工况相比,煤氮的转化率仅降低了3.64%,挥发分和固定碳转化率分别仅降低了0.70%和2.54%。在气化炉掺烧NH_(3)中,NH_(3)在气化炉中的转化率可达69.55%。气化炉内总燃料氮向N_(2)的转化率为68.88%,其中NH_(3)-N向N_(2)的转化率为67.73%。同时,气化炉掺烧NH_(3)促进了煤-N和NH_(3)-N向HCN的转化,转化率为0.36%。气化炉中煤粉的热解促进了NH_(3)的热解,相较于纯煤,气化炉掺烧NH_(3)使气化炉出口H_(2)体积分数升高了69.23%。掺烧NH_(3)降低了燃烧室燃烧初期的温度分布。相较于纯煤,气化炉和燃烧室掺烧NH_(3)使燃烧室的温度峰值分别降低了46℃和62℃。但是,掺烧NH_(3)推迟了气化半焦的燃烧,增加了燃尽区的温度。气化炉和燃烧室掺烧NH_(3)中燃尽区平均温度比纯煤工况分别升高了135.8℃和72.8℃,促进了煤粉的燃尽。其中燃烧室掺烧NH_(3)的促进效果更为显著,相较于纯煤,C-20%NH_(3)中飞灰含碳降低了1.8%。但气化炉掺烧NH_(3)更有利于降低NO_(x)排放,相较于C-20%NH_(3),G-20%NH_(3)的NO排放降低了23.51%。
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关键词
氨/煤混燃
半气化-燃烧特性
燃料氮转化
NO_(x)排放特性
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Keywords
ammonia/coal co-firing
mild gasification-combustion characteristics
fuel-N transformation
NO_(x)emission
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分类号
TQ534
[化学工程—煤化学工程]
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