《貧氧富燃料條件下CO及O2濃度對煤焦-NO反應機理的影響規律》是依託哈爾濱工業大學，由陳智超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：貧氧富燃料條件下CO及O2濃度對煤焦-NO反應機理的影響規律
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳智超
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在採用低NOx煤粉燃燒技術時，在燃燒過程中都會存在貧氧富燃料的燃燒階段。煤焦-NO在貧氧富燃料條件下（N2/CO2/CO/O2）的異相反應是影響煤粉燃燒NO生成量的關鍵因素。本項目利用0.5MW旋流立式熱態試驗台直接從爐內抽取不同煤質（峰峰無煙煤、陽泉無煙煤、山西晉中貧煤、神華煙煤、大同煙煤、霍林河褐煤、元寶山褐煤）的煤焦，深入分析動態反應過程中煤焦內部結構的變化規律，彌補在這一方向研究不足的現狀。利用高溫沉降爐，在貧氧氣氛下，研究CO、O2濃度對煤焦-NO反應過程中煤焦表面物理結構變化和化學結構（含C、N和O化學官能團）遷移轉化的影響規律，獲得O2、CO的不同配比影響煤焦–NO反應的競爭機制，為建立強化煤焦–NO反應的爐內低NOx燃燒方法提供理論依據。
結題摘要
在採用低NOx煤粉燃燒技術時，在燃燒過程中都會存在貧氧富燃料的燃燒階段。煤焦-NO在貧氧富燃料條件下（N2/CO2/CO/O2）的異相反應是影響煤粉燃燒NO生成量的關鍵因素。本項目利用0.5MW旋流立式熱態試驗台，通過對爐膛內不同位置的局部平均煙氣組分（O2、CO、NO），煙氣溫度，焦炭燃盡率和元素（C、N）釋放率的測量及分析，研究了主燃區低化學當量比條件下化學當量比，內、外二次風比例（RSA）、旋流燃燒器內、外二次風擴口對燃燒器主燃區的煤粉燃燒過程及NO生成過程的影響，同時考察了低化學當量比對煤粉著火性能、火焰中心位置及近燃燒器區域水冷壁結渣傾向的影響。為準確描述低化學當量比下的焦炭燃燒及NO生成過程，提出了界定旋流煤粉火焰中富燃料區域的方法；定義了衡量釋放出的N元素被轉化為NO程度的參數，在綜合考慮煤粉燃盡以及NO排放的基礎上，得出了主燃區最佳的化學當量比。同時，將所得到的主燃區最佳過量空氣係數已套用於3台600MW牆式對沖鍋爐和2台300MW W火焰鍋爐低氮氧化物技術改造，並研究了不同鍋爐負荷，內、外葉片角度，燃盡風率，主燃區風量分配對無煙煤、貧煤燃燒及NOx生成特性的影響。 在褐煤研究方面，以從恩德氣化爐的霍林河褐煤飛灰、神華褐煤飛灰，實驗室製得的神華褐煤煤焦為研究對象，使用熱天平探究了不同升溫速率下該樣品與CO2氣化反應規律。採用分布活化能Miura積分法對以上樣品進行了氣化反應動力學分析，得到了以上樣品最大活化能。同時，採用3階高斯分布活化能模型對以上樣品進行氣化反應動力學分析，3階高斯分布活化能模型擬合時能分別表現出一次熱解、二次熱解、煤焦氣化三個階段。最後，採用熱重分析法研究了煙煤及煤焦在CO2氣氛下氣化反應特性並用分布活化能Miura積分法和3階高斯分布活化能模型對其進行氣化反應動力學分析。
