煤炭学报

作者：杨天华, 杨小龙, 魏砾宏, 开兴平, 郭良振, 李润东,

关键词：水溶Na, 高碱煤, 热解, 氮, 表观活化能,

新疆准东煤田煤炭资源丰富，部分新疆煤含有超过0.4%的高碱金属含量而被称为高碱煤。在热利用过程中碱金属Na作为催化剂可改变煤的反应活性，进而影响其热反应过程及氮氧化物的排放。为研究水溶Na对高碱煤热解特性及氮热变迁规律的影响，选取准东煤作为典型新疆高碱煤，并采用盐酸对其进行脱灰预处理，在脱灰煤中添加不同含量的NaCl代表高碱煤中水溶钠，利用热重-差示扫描量热、红外、质谱(TG-DSC-FTIR-MS)联用仪开展热解实验，运用Coats-Redfern 积分法对煤热解反应进行动力学分析。结果表明，少量Na促进低温段(40~295 ℃)的干燥脱气反应，大量Na促进高温段(>800 ℃)二次脱气反应，Na对主热解阶段(中温段)影响较小。动力学分析表明Na含量≤0.6%时，煤热解表观活化能降低，Na对煤热解具有催化作用。通过红外与质谱的综合分析，发现在低加热速率条件下，对煤燃烧过程NOx气态前驱物以HCN为主，其生成量远大于NH3。Na的添加可明显促进煤热解NH3生成，0.7%Na的含量使NH3的析出量增加61%。较少的Na可促进HCN的生成，而当Na含量≥0.6%时，Na对HCN的生成起抑制作用。总体上Na含量超过0.6%时，可减少NOx前驱物的生成。研究认为0.6%的Na含量有利于高碱煤的热解利用:促进高碱煤热解，减少NOx前驱物的生成。

来源：2020年第9期

《煤炭学报》期刊编辑部

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