中国在经济快速地发展的过程中,对电力的需求持续增加,其中60%以上由燃煤锅炉电站提供。为了扩大锅炉适用煤种范围和平衡煤种供求,混煤燃烧技术已被广泛采用。已有的研究根据结果得出,对于典型的炉外预混掺烧方式,即将不同种煤粉在炉外均匀混合再送入炉中燃烧,混煤的着火点、燃尽特性、积灰和结渣等特性不同于单煤的线性加和,而混煤在空气分级燃烧中的特性仍有待进一步探究。
在锅炉的空气分级燃烧中,NO在还原区被大量还原,而H2S也在还原性气氛中产生,会对锅炉的水冷壁导致非常严重的腐蚀。在锅炉运行过程中,电站一定要通过合理控制过量空气系数、温度和预混比等,促进煤粉的充分燃烧,并在保证NO达标排放的前提下最好能够降低H2S的产生以延长锅炉寿命。而指导这一工作的前提,正是准确地把握煤粉燃尽特性和还原型气氛与给定工况的关系。
本次研究中,作者以烟煤与贫煤掺混为例,利用沉降炉实现了不同工况下的稳定的空气分级燃烧,并在还原区沿程采样。实验结果展示了不一样的温度、掺混比和空气过量系数下还原区的混煤燃尽特性、还原性气氛。通过分析实验结果,作者重点讨论了焦炭气化转化率与CO、H2S和NO气体浓度间的关系。
不同掺混比下的实验结果均显示,在还原区中,焦炭气化转化率与CO浓度成正比。同时,CO与NO的浓度的对数成负线S浓度成正线性关系。结果证实了焦炭气化转化率、CO浓度、H2S浓度和NO浓度存在着不依赖于掺混比的关系。这为锅炉的减排与腐蚀防护设计提供了指导,也为混煤燃烧的数值模型开发提供了新的思路,即通过准确的单煤焦炭气化机理和气体间的总包反应关系,来预测还原区混煤燃烧情况。
李振山,工学博士,清华大学副教授、博士生导师。主要研究方向有:气固表面反应与传递、化学链循环过程、污染物超低排放技术。入选2012年教育部新世纪优秀人才支持计划。
院士、倪维斗院士、苏义脑院士和彭苏萍院士。执行主编是上海交通大学黄震院士。出版能源领域Reviews (综述),Research Articles(原创性研究论文),Editorial (社论),Mini-reviews (短篇综述),Perspective(前瞻),News & Highlights (新闻热点),Viewpoint(观点),Comments(评论)等。关切可再次生产的能源、未来能源、超常规能源、2030能源、微/纳米能源、能源与环境等全球能源的重大挑战问题。
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由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题,是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群,其中13种被SCI收录,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录,具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式,保证文章以最快速度发表。
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