高温管式炉煤粉研究

普通燃煤电厂为保证炉膛内燃烧稳定性，煤粉颗粒能够燃烬，减少不完全燃烧热损失，往往采取提高炉内温度来实现，实际炉膛中燃烧火焰温度可高达1500 ℃ 左右，为典型的高温多孔颗粒的气固反应过程，同时煤粉燃烧也释放出大量的污染物，引起系列问题。为了研究实际炉膛中燃烧及污染物 NO 的排放情况，国内外学者进行了大量的工作。 在一维煤粉燃烧实验台研究了单煤及混煤燃烧 NOx析出特性，表明煤中的挥发分含量高和含氮量高，NOx 排放浓度就高，煤粉越细，NOx 排放浓度越小。利用高温气体携带炉研究了煤粉细度对燃烧NO还原效率的实验，显示在不低于1300 ℃ 的炉膛温度区间组织再燃过程，可以得到足够的还原效率和燃烬率。应用热重技术研究了微富氧下不同煤种、不同温度对煤粉燃烧特性影响的差异性。认为高温会使煤焦结构更加致密并发生结晶、石墨化导致后期燃烧速 率下降。在一维炉中实验发现，煤种中挥发分的含量、煤中氮含量、煤种中氮的存在结构等影响煤粉 NO的释放。参考实际锅炉运行研究发现煤质及锅炉运行氧量是煤粉燃烧NO 排放的重要影响因素，随氧量的增加，锅炉 NO 浓度呈现线性增加。利用一维沉降炉研究了温度、煤种对燃烧生成 NO 的影响，显示随温度的升高NO转化率及排放量越高，煤中氮含量高则燃烧排放NO量大; 初始 NO排放随氧气浓度的增加而增加，但当氧气浓度增加到一定量时NO排放稍有下降。采用固定床反应器，研究了烟煤的燃烧过程，显示煤粉燃烧分为挥发分燃烧和焦炭燃烧，挥发分氮是烟煤燃 烧形成NO的主要来源，并说明温度升高，可以提高热解气和焦炭的还原效果，NO 的同相还原和异相还原存在竞争关系。但国内外学者在恒温固定床中实现高温下(1100～ 1550℃) 研究煤粉燃烧失重及 NO 排放的较为少见，且实验也具有一定的难度。为此，本实验利用国内先进高温管式炉及配套设备对该方面进行了初步的研究