煤炭学报

作者：陈萍, 蒋博宇, 花昌豪, 王佩佩, 顾明言, 樊建人, 汪一,

关键词：氨煤混燃, 微氧, NH₃, 煤焦, NO,

在煤粉炉中掺入无碳燃料氨可有效降低火电CO2排放，近几年引起了越来越多的关注。然而，氨混烧增加了NOx生成途径，研究氨煤混烧过程高温还原区NO的还原机理对实现氨煤混燃低氮排放尤为关键。高温还原区并非无氧环境，探究还原区微氧对未燃氨耦合煤焦还原NO的影响机理十分必要。利用高温水平管式炉研究了O2体积分数(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对NH3/NO均相以及NH3/煤焦/NO异相还原的影响机理，温度在1 373～1 773 K。研究结果表明，高温无氧环境下，随着温度升高，NH3均相还原NO的效率增加；当温度高于1 573 K时，NH3均相还原NO随温度的升高略微降低，未燃氨对NO的最佳还原温度为1 573 K。而煤焦的存在显著提高了高温下NH3还原NO的效率，且将NO的最佳还原温度拓宽到1 673 K，煤焦与NH3对NO的还原表现为协同促进作用。相对于无氧条件，O2体积分数在2.0%、温度不高于1 500 K时，微氧促进了还原性自由基NH2/NH的生成，对NH3/NO的均相还原表现为促进作用；进一步升高温度，有利于体系内NH2/NH的氧化，使得有氧条件下NH3均相还原NO的效率低于无氧条件。NH3/煤焦/NO的异相还原体系中，当温度不高于1 473 K以及O2体积分数不高于0.5%时，微氧条件下的NO异相还原效率高于无氧条件；但当O2体积分数和温度的进一步提高，NHi与OH/O等氧化性自由基的氧化反应相较于NHi/煤焦还原NO过程的速率更快时，NH3/煤焦/NO异相体系内NO的还原效率降低，表明存在促进高温还原区NH3/煤焦异相还原NO的最佳O2体积分数。

来源：2023年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2023年第10期