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低挥发份煤粉燃烧NOX生成机理及其控制


第 25 卷增刊 2005 年 10 月

JOURNAL

OF

动力工程 POWER

ENGINEERING

Vol.25 Sup. Oct.2005

低挥发份煤粉燃烧 NOX 生成机理及其控制 
李金平 1, 王启民 1,李  红 2,吕

俊复 1 ,张  海 1, 刘  青 1, 岳光溪 1 
(1.清华大学热能工程系 北京 100084) (2.红光炉排厂 哈尔滨市 150050 ) 摘 要 :随着煤粉燃烧产物――氮氧化物 NOX 环境污染危害性的被广泛认识,人们越来越关心其排 放问题,特别是火电厂煤粉炉的 NOX 排放问题,本文以 NO 为例,分析了不同煤种煤粉燃烧时 NOX 的主要生成途径。根据低挥发份煤粉的结构特性,作者认为低挥发份煤粉燃烧过程中,NO 主要集中 在焦炭燃烧过程中形成。利用快速热解挥发份产量较高、改善了热解之后焦炭的物理结构的特点, 充分利用瞬时释放的挥发份较多及其对焦炭燃烧产生 NO 的还原作用,是减小低挥发份煤粉燃烧 NO 排放高的有效措施。为此作者提出用‘煤粉偏富燃料预热燃烧、空气分级长宽火焰’的燃烧方法来 实现低挥发份煤粉快速热解,使一次风煤粉气流在着火点之前利用炉膛高温烟气气流快速预热达到 较高的温度,使较多的挥发份瞬时释放并在着火点后焦炭的燃烧中还原其燃烧生成的 NO,实现低 NO 排放的高效燃烧。实践表明,在一次风温为 130oC 燃用干燥无灰基为 5.4%、N 含量大于 2%的无 烟煤时,其低负荷稳燃能力为 47%以下,而 NO 排放可以控制在 260mg/Nm3(6%O2)以下,完全满足严 格的 NOX 环保排放要求。  关键词:低挥发份煤, 煤粉燃烧, 高温空气, 偏富燃料燃烧、NO 

The Formation Mechanism and Control of NOX in Low Volatile Matter  Pulverized Coal Combustion 
Li Jinping1,Wang Qimin1, Li Hong2, Lu Junfu1, Zhang Hai1, Liu Qing1, Yue Guangxi1 (1.Department of Thermal Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084) (2. Hongguang Grate Plant, Harbin City, 150050) Abstract:People have paid more attention on NOx discharge, especially on the power plant’ pulverized coal s combustion when they have fully realized the atmosphere pollution of NOx. Taking example of NO in this paper, the formation path of NOX is discussed for different kinds of coal. Based on the structure characteristic s, the authors believe that NO are mainly formatted during the char combustion in low volatile matter content pulverized coal (LMC), which is quit different from the traditional opinion that it is mainly during volatile matter combustion. And rapid pyrolysis of LMC could increase the volatile matter yield and enlarge the hole structure of char, which will reduce the NO formed during char combustion. This is the effective way for low NO combustion of LMC. Thus a pulverized coal particles slanting richened and pre-heat combustion manner is suggested for LMC combustion, where the coal particle is rapidly heating and the primary air reaches the high temperature before entering the furnace, which decreases the NO emission as well as the flame stability load rate. Now this has been confirmed by
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practices. Burning anthracite coal with 5.4% volatile matter as dry and ash free base, N bigger than 2% and the primary air temperature of 130oC, the load reaches 45% with stable flame and the NOX emission is less than 260mg/Nm3(6%O2). Key words: low volatile matter content coal, pulverized coal combustion, high temperature air, slanting richened combustion, NO

1 前言 
全世界范围内对能源需求的快速增长,使古老 的能源-煤炭在能源消耗结构中仍占很大的应用份 额,而且在未来相当长的时期内这种趋势不会有大 的变化。伴随优质煤储量的相对减少,火电机组燃 用的煤种也从以前的以烟煤、褐煤为主,到现在的 很多锅炉燃料为贫煤、无烟煤等低挥发份煤[1],我国 现在运行的应用低挥发份煤粉的大型电站锅炉已经 接近 200 台。由于低挥发份煤粉的着火温度较高, 燃烧区域的温度都要适应高着火温度的需要,且要 保证煤粉颗粒燃尽的温度条件,NO X 排放量较高, 高者可达到 1300mg/Nm 之多。 煤粉燃烧产物对环境的污染越来越受到广泛的 关注,伴随世界范围内对能源可持续发展战略认识 的不断提高,环境保护已引起世界性的广泛关注, 而作为大气污染主要来源之一的煤粉燃烧产物 NO X 的控制就变得更加严格了。我国 2003 年颁布 2004 年 1 月 1 日实行的《火电厂大气污染物排放标准》 中规定,挥发份大于 20%的固态排渣煤粉炉的 NOX 控制值为 450mg/m (新建)、 650mg/m (已运行), 挥发 份小于 10%已运行的固态排渣煤粉炉的 NOX 控制最 大值为 750mg/m , 而对于 2004 年 1 月 1 日后新建煤 粉炉最大控制值是 550mg/m3 。 而美国的 NOX 控制标 准对于大于 73MW 的锅炉均为 184.5mg/m 。我国现 在运行的煤粉炉即使依据远高于美国 NOX 控制标准 的 2003 年颁布的 NOX 排放标准来监控, 也大部分远 远超过这个控制指标,因而研究和开发低挥发份难
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燃煤的高效燃烧和低 NOX 排放问题具有重要的意 义。

2 煤粉燃烧时 NOX 的生成机理 
煤粉喷入炉膛后,在水冷壁的辐射热和热烟气 的对流加热下,以约 104 ~105 ℃/s 的高加热速率进行 煤中挥发份的析出、燃烧和焦炭的燃烧等。煤粉燃 烧产生的 NOX 中 95%的部分是 NO,因而本文的讨 论主要以 NO 为主。 根据燃烧过程的特点和 NO 的生成途径的差异, 将 NO 分为瞬时型、热力型、燃料型三种。瞬时型 NO 是空气中的 N 与燃烧产物中-CH 基团在火焰锋 面内的高温下反应产生 CN、HCN 等中间产物,这 些中间产物再与 O2 反应生成 NO。 由于瞬时型的 NO 是在燃烧的火焰锋面的内部生成的,这个火焰锋面 非常薄, 则这种 NO 的生成时间极短, 生成量也是非 常少的, 通常认为其约占总煤粉燃烧 NO 的生成量的 5%以下,同时由于低挥发份的煤粉中元素 H 的含量 随碳化程度的加深是越来越少的,因而对于燃用低 挥发份煤粉的情况更可以忽略这部分的瞬时 NO 的 生成份额。 热力型 NO 是由于高温下,空气中的 N2 与 O2 、 氧原子、OH 基团[2]等反应生成的: N2 +O-=NO+NN+O2 =NO+ON+OH-=NO+H(1) (2) (3)

热力型 NO 的反应生成速率由这三个反应的联 合速率决定。Craig T. Bowman 认为热力型 NO 的形 成速率非常快,与燃烧反应的发生在一个时间尺度

作者简介:李金平,女,1971 年生,黑龙江人,博士研究生,从事煤清 洁燃烧技术研究    E-mail: li-jp03@mails.tsinghua.edu.cn  基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(200026309) 

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。Wang 和 Thomas 提出在温度高于 1273K 时空气

中的氮气便开始与氧气反应[4]。 传统的观点认为热力

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型 NO 的生成遵从 Zeldovich 理论,总生成速度与温 度的关系是按照阿累尼乌斯定律进行的,在温度低 于 1500℃时,热力型 NO 的产生量很小,但在温度 高于 1500℃时,NO 的生成率变得明显 。而且由实 验所验证,在温度大于 1800K 时热力型 NO 增长的 非常快 。所以对于煤粉炉的局部高温区,热力型 NO 的生成量是很大的。虽然在一般情况下,煤粉炉 的温度不会高于 1500℃,然而由于火焰中湍流的波 动会导致火焰区温度大幅度增高, 因而使热力型 NO 占总的 NO 的含量增高 , 但热力型 NO 具体占总排 放的 NO 的份额对于低挥发份煤粉燃烧来说还没有 一个明确的说法,有待于实验的进一步研究。 燃料型 NO 主要由煤中的 N 元素在燃烧过程中 的直接或间接(由 HCN 或 NHi 等)氧化形成。通常煤 中 N 的含量在 0.5~2.5%左右,煤中氮原子以 N-H、 N-C 或 C=N 等键与各种碳氢化合物结合成 N 的各种 不同的环状或链状化合物。煤中含氮有机化合物的 C-N、H-N 等结合键能比空气中氮分子 N=N 的键能 小得多,氧原子很容易首先破坏这些 C-N、H-N 等 键,并与其中的 N 原子反应,生成 NO。 煤粉燃烧过程中,首先发生热解脱挥发份,煤 中的 N 一部分随挥发份析出,一部分留在焦碳中。 挥发份 N 随着其燃烧而形成中间产物(HCN、NH3 ) 和焦油以及直接燃烧产物 NO 等, 前者中间产物的量 和比例随煤种的不同而有差异,这是因为对于不同 的煤种其中的 N 与碳氢化合物的结合状态和挥发份 含量是不同的,这些中间产物的燃烧产物是 NO 或 N2 ;而且焦油中 N 含量几乎与原煤粉的含量相同[6], 这些焦油会在燃烧后期发生再燃烧,它的燃烧产物 与煤粉的燃烧产物基本相同;焦炭中的 N 元素在燃 烧过程中以-CN 的基团形式与 O、NO 等反应,同时 在焦炭的催化作用下形成 NO、 2 等, N 燃料型 NO 的 生成机理见图 1。 因此,对于高挥发份烟煤在挥发份燃烧阶段生 成的 NO 可以在后一阶段部分得到还原。 挥发份燃烧 与焦碳燃烧这两个阶段的 NO 的转换率受许多条件 的控制,如煤种、氧气浓度、煤粉燃烧过程中的焦 炭的粒度、 焦炭颗粒对 NO 的催化作用、 焦碳周围的
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[7] [6] 煤N [5] 挥发份 N 煤 热 解 脱 挥 发 份 焦炭 N HCN N2 NH 2 NO 燃烧过程 HO +O 2 NH 3 N2 NO HCN +O 2 Tar N2 NO

图 1 常规煤粉燃烧 NO 生成机理 

气体环境等, 但对于烟煤来说总的 NO 的转换率是由 挥发份、焦炭两个阶段的 NO 生成量和焦炭表面上 NO 的还原量决定的[8]。目前煤粉锅炉的一种低 NO 排放的燃烧方法是煤粉气流的浓淡分级燃烧,利用 一定的装置将煤粉分成浓、淡两股,然后是浓煤粉 在贫氧的条件下进行贫氧燃烧,在这一区域产生大 量的未燃的挥发份气体,而且由于缺氧使这一区域 的温度总体水平较低,使热力型 NO 的产生量较少; 另一股过量空气系数非常大的淡煤粉推迟补入已经 燃烧了的浓煤粉气流中,使浓煤粉气流中的大量的 挥发份气体利用淡煤粉气流中过量的氧气进行充分 燃烧, 同时其燃烧产生的 NO 在焦炭燃烧过程中部分 会被还原,从而形成在总体供氧水平极低、温度水 平相对低的炉内气氛前提下,保证煤粉顺利着火和 稳定燃烧,还可以大大地抑制 NOX 生成。

3 低挥发份煤粉燃烧的 NOX 主要来源 
在沉降炉上对郑州贫煤 N=1.30%、义马贫煤

图 2 不同煤种的影响  
郑州贫煤 N=1.30% 义马贫煤 N=1.24% 淮南烟煤 N=1.13% 晋城无烟煤 N=1.09%

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N=1.24%、 淮南烟煤 N=1.13%、 晋城无烟煤 N=1.09% 四种煤进行的燃烧 NOX 排放特性研究发现 (见图 2) ,NOX 排放受很多因素影响,如炉内温度、过量 空气系数、二次风温、一二次风速、给粉量、煤粉 细度和煤种等,而煤种对 NOX 排放的影响是贫煤> 烟煤>无烟煤。 Thomas 等人用包括一种无烟煤一种贫煤的 21 种煤来研究煤的级别对 N 释放的影响
[10] [9]

能谱研究英国多种煤的 N 含量及其功能团随煤级别 的变化时发现, 吡啶这种异环 N 结构是比较稳定的, 而且煤的级别越高,如无烟煤中吡啶的含量增加, 在干燥无灰基 C 的含量趋近 85%时有一最大值[13]。 另外,煤中不同的含 N 的功能团的性质是不同的, 用傅立叶红外光谱法对煤中吡咯型 N 的分解规律研 究发现,在温度低于 650℃时热解,吡咯几乎没有减 少,这说明此时的吡咯没有发生开环反应;当温度 升高到 740℃, 10%的吡咯发生分解; 有 而当当温度 升高到 830℃时,80%的吡咯发生分解,当温度高于 920℃时全部分解,且分解产物主要是 HCN,没有 NH3 生成[14]。由此可以推测烟煤与无烟煤的热解产 物可能会有明显的不同。 Smith 和 Smoot[15]指出, 无 烟煤是所有煤中最硬的,密度最大,结构见图 3。当 加热时,不形成煤焦;无烟煤燃烧形成温度高、清 晰、无烟灰的一致火焰,同时指出随煤级别的升高, 煤结构中的芳香簇和分子簇的尺寸都增大,O 和 H 的含量急剧减少,孔隙率减少。关于孔的结构对 NO 生成与还原的影响,Vladimir Balek 等认为煤焦炭的 反应活性主要依靠焦炭孔结构中活性点与反应气的 接触机会[16]。

,发现煤中

N 转化 NO 是依靠煤的级别的, 特别是对于烟煤中的 低级到中级,这个 NO 转化率是增高的,NO/燃料 N 的比值在他们所研究的所有煤中的变化范围是 11~42%,而燃料 N 向氮气的转化是与煤种无关的。 发现煤的挥发份析出阶段有 10~15%的 HCN 出现, 随煤级别的增长,HCN 的量是减少的。 Thomas 等人 认为燃料 N 转化 NO 强烈地受煤的反应性的影响, 这个影响远远大于原煤中 N 的含量的影响。 从这些研究可以看出,由于挥发份含量和性质 的不同,低挥发份煤粉与高挥发份煤粉的 NOX 的排 放量是不同的,同是低挥发份煤粉的贫煤和无烟煤 的 NOX 的排放差别也特别大,这可能是不同煤种中 N 的存在形态存在差异。 煤中 N 实际上均为有机氮, 它们的性质很稳定, 主要以吡啶、吡咯和季氮官能团的形式存在于多环 芳香化合物如喹啉、咔唑、吡啶和吖啶之中,这些 N 的杂环化合物被键合在交联的大分子结构中,其交 联程度随煤级别的升高而增强。一般来说,在含碳 65~95%( 干 燥 无 灰 基 ) 较 大 的 范 围 之 内 , 煤 中 氮 50~80%以吡咯形式存在,吡啶为 20~40%,季氮官 能团为 0~20%。级别较低的煤中含有不到 10%的氨 基,煤的含氮量与煤级别有一定的关系,一般情况 下,煤中氮含量为 1~2.5%(干燥无灰基),有随煤级 别升高而增加的趋势, 在大约含碳 80%(干燥无灰基) 时达到最大值
[11]

(a)
(a)高挥发份烟煤

(b)

(c)
(c)无烟煤

图 3 各级别煤的分子的空间结构 
(b)中挥发份烟煤

可见低挥发份煤粉的燃烧与高挥发份煤的燃烧 行为存在差异,低挥发份煤粉在热解时析出的挥发 份的量非常少,其中含 N 的气体量更少,而且热解 产生的焦炭的膨胀性很小,这可能源于低挥发份煤 粉热解产生的气体量较小而内压较低、孔隙非常小, 这样焦炭的反应活性点也非常低,那么可以利用的 焦炭对 NO 等的还原性也非常小; 利用 ‘低挥发份煤 粉热解产生的热解产物非常少’这一点可以推出, 其 NO 的产生应主要集中在焦炭的燃烧区, 而这与目 前普遍接受的 ‘挥发份产生的 NO 占总的燃料 NO 的 60~70%等’观点不完全一致。低挥发份煤粉的着火
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,然后随煤中碳含量的增加趋于下

降,但这种变化趋势与氧和氢相比很弱。尽管氮含 量与煤级别之间的关联不明显,但不同煤的显微组 分之间氮的存在形式是有差别的,比如在高挥发份 的烟煤中吡咯的含量较高,而随着煤级别的升高, 无烟煤中的吡啶的含量增高
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;使用 X 射线光电子

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温度较高,而且完全燃烧所需的时间较长,如果为 了降低 NO 的排放量, 而采用燃料浓淡分离燃烧的方 法,则由于前期浓煤粉的氧浓度较低而延长了燃烧 时间,后期淡煤粉气流的补入,使气流的温度有所 降低,不利于部分未燃颗粒的着火、燃尽,同时由 于炉膛高度的限制,使最后的飞灰含碳量增加 普遍存在的问题。 因此,利用快速热解挥发份产量较高的特点, 减小燃料 N 向焦炭 N 的富集,改善热解之后焦炭的 物理结构,充分利用热解产生的挥发份和产生的焦 炭对 NO 的还原, 是减小低挥发份煤粉燃烧 NO 排放 高的有效措施。实验已经表明,利用高温空气可以 有效实现挥发份的快速释放, 以降低焦炭 N 含量
[18] [17]

煤粉偏富燃料燃烧、空气分级的长宽火焰的燃 烧方法使煤粉颗粒以相同的偏富煤粉浓度方式喷入 炉内,由于低挥发份煤粉的挥发份较少,所以采用 保证一次风管道中的煤粉输送的最低空气量,可达 到用较低的着火热使煤粉气流达到着火温度,同时 借助于特有的设计使煤粉颗粒在燃烧器的出口之前 的一定距离能得到快速升温,使煤粉颗粒在炉膛水 冷壁附近即可达到着火点,使煤粉颗粒迅速着火, 快速燃烧,达到低挥发份煤粉挥发份的骤然的、大 量的释放,而且所有的煤粉颗粒在水冷壁附近的同 时着火,可以尽量利用瞬时释放的挥发份对接下来 焦炭燃烧产生的 NO 进行还原, 而且这样的燃烧方式 达到了煤粉颗粒在炉膛内最大的停留时间,有利于 颗粒的燃尽。在这种燃烧方式中,偏浓煤粉气流的 预热是在煤粉离开燃烧器喷口之前完成,在水冷壁 附近的燃烧还是偏富的燃料燃烧,这时产生的气流 温度相对高挥发份煤种来说还不是很高,等到大部 分的焦炭燃烧时二次风及时混入,可以保证焦炭颗 粒及时有效的燃烧。由于低挥发份煤粉燃烧时一次 风份额非常小,燃烧所用的二次风的份额较大,使 焦炭燃烧时的集中区域温度也不是很高, 热力型 NO 的产生也不多, 加上燃料型 NO 被快速释放的挥发份 中氮氧化物的部分还原, 使这种燃烧方式产生的 NO 的排放很低。同时设置自动调节装置,以满足对燃 料变化和负荷变化的适应性。 该方法不用增加额外的设备投资和运行成本; 即使锅炉运行出现波动, 也不会出现大量的 NO 的产 生;燃烧调整是可以通过自动控制系统实现的。采 用这一措施, 不仅使燃烧生成的 NO 量较低, 而且具 有相当的低负荷能力。实践表明,在一次风温为 130o C 燃用干燥无灰基为 5.4%、 N 含量大于 2%的 无烟煤时,其低负荷稳燃能力为 47%以下,而 NO 排放可以控制在 260mg/Nm3 (6%O2 )以下,即在不用 烟气净化装置 SCR,也可以满足严格的环保排放要 求。



致使能源的极大浪费, 这是目前低 NO 燃烧器应用后



见图 4。当然,高温空气在煤粉炉中的产生是比较困 难的,而且需要一定的投资,为此作者提出煤粉偏 富燃料燃烧、空气分级的长宽火焰的燃烧方法,使 一次风煤粉在着火前得到快速预热,在炉膛水冷壁 处的燃烧器喷口出口前利用炉膛高温烟气气流快速 加热,使一次风煤粉气流达到高温,而对原始的一 次风温度要求不高。

图 4 空气温度对煤粉燃烧中 NO 生成的影响
二次风温 750o C 二次风温 350o C

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4 结束语
低挥发份煤在煤粉炉上广泛应用, NO 排放较 其

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高引起关注。其结构特性与挥发份较高的烟煤、褐 煤存在较大的差异, 导致其 NO 的生成与还原的特点 不同。由于低挥发份煤粉在热解时析出的挥发份的 量非常少,热解产生的气体量较小而内压较低,焦 炭的孔隙非常细, 反应活性点也非常低, NO 等的 对 还原作用较小, 作者认为其 NO 主要集中在焦炭燃烧 过程中形成。因此,利用快速热解挥发份产量较高 的特点,改善热解之后焦炭的物理结构,充分利用 瞬时释放的挥发份对焦炭燃烧产生 NO 的还原, 是减 小低挥发份煤粉燃烧 NO 排放高的有效措施。 为此作 者提出煤粉偏富燃料燃烧、空气分级长宽火焰的燃 烧方法,使一次风煤粉在着火前利用炉膛高温烟气 气流快速加热达到高温, 实现高效、 NO 排放的燃 低 烧。该方法对原始的一次风温度要求不高,不用增 加额外的设备投资和运行成本, NO 的产生不受锅炉 负荷的影响,可以通过自动控制系统实现的。采用 这一措施, 不仅使燃烧生成的 NO 量较低, 而且具有 相当的低负荷能力。实践表明,在一次风温为 130o C 燃用干燥无灰基为 5.4% 、N 含量大于 2%的无烟煤 时,其低负荷稳燃能力为 47%以下,而 NO 排放可 以控制在 260mg/Nm (6%O2)以下,可以满足严格的 环保排放要求。 参考文献
[1] 米建成. 中国燃煤发电厂低挥发份煤的利用及环境保护 要求. 欧盟-亚太地区利用低挥发份煤发电技术国际研 讨会报告集, 北京, 2004. 5: Craig T Bowman. Kinetics of nitric oxide formation i n combustion processes. Proceeding of the fourteenth symposium (international) on combustion, 1973: 729~737, John C Kramlich, Willian P Linak. Nitrous oxide behavior [16] [15]
3

[4]

[5]

[6]

[7]

[8] [9]

[10]

[11] [12]

[13]

[14]

in the atmosphere and in combustion and industrial systems. Prog. Energy Combust. Sci. 1994, 20: 149~202, Wang Wanxing, Mark K Thomas. The release of nitrogen species from carbons during gasification: modals for coal char gasification. Fuel, 1992, 71: 871~877, James A Miller, Craig T Bowman. Mechanism and modeling of nitrogen chemistry in combustion. Prog. Energy Combust. Sci . 1989, 15: 287~338, Phong-Anant D, Wibberley L J, Wall T F. Nitrogen oxide formation from Australian coals. Combustion and Flame, 1985, 62: 21~30 Abbas T, Costen P, Lockwood F C. The influence of near burner region aerodynamics on the formation and emission of nitrogen oxides in a pulverized coal-fired furnace. Combustion and Flame, 1991, 91: 346~363 曾汉才. 大型锅炉高效低 NOX 排放技术的研究. 锅炉制 造, 2001, 1: 1~11 王正华, 周昊, 池作合, 等. 不同煤种高温燃烧时 NOX 排 放 特 性 的 沿 程 分 析 . 电 站 系 统 工 程 , 2003, 19(2): 19~23 Wang Wanxing, Stephen D Brown, Mark K Thomas, et al. Nitrogen release from a rank series of coals during temperature programmed combustion. Fuel , 1994, 73: 341~347, Mullins O C, Mitra KirtleyS, Van Elp J, et al. Applied Spectroscopy. 1993, 47: 1268~1275, Alan L Chaffee, Geoffrey J Perry, Johns R B. Pyrolysis-gas chromatography of Australian coals. Fuel. 1983, 62: 303~316 Paul Burchill, Lynne S Welch. Variation of nitrogen content and functionality with rank for some UK bituminous coals. Fuel, 1989, 68: 100~103, 谭厚章, 廖晓伟, 赵科, 等. 傅立叶红外光谱法对煤中 吡 咯 型 氮 的 热 解 规 律 研 究 . 动 力 工 程 , 2004, 24(1): 121~124, K. Lee Smith, L. Douglas Smoot, Characteristics of commonly-used U.S. coals-towards a set of standard research coals, Prog. Energy Combust. Sci.,1990, Vol. 16. PP1~53, Vladimir Balek, Alexandra de Koranyi. Diagnostics of structural alterations in coal porosity changes with pyrolysis temperature, Fuel. 1990, Vol.69, PP1502~1506,

[17] Jonh.

[2]

P. Baltrus,J. Rondney. Diehl, Yee Soong,et al, triboelectrostatic separation of fly ash and charge reversal,fue l,81(2002) 757-762,

[3]

[18] Toshiyuki SUDA, Makoto TAKAFUJI, Tetsuya HIRATA, et al. Combustion behavior of pulverized coal in high temperature air using regenerative furnace, Proceeding of the 20th Pittsburgh coal conference , 2003.10

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低挥发份煤粉燃烧NOX生成机理及其控制
作者: 作者单位: 李金平, 王启民, 李红, 吕俊复, 张海, 刘青, 岳光溪 李金平,王启民,吕俊复,张海,刘青,岳光溪(清华大学热能工程系 北京100084), 李红(红光炉排厂 哈尔滨市 150050 )

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5.期刊论文 付国民 煤燃烧过程中NOx的形成机理及控制技术(下) -节能与环保2005(4)
通过对氮氧化物的生成机理分析,阐述了燃烧过程中控制NOx生成和降低排放量的原则,探讨了目前相关的低NOx燃烧技术.强调了在降低NOx的同时必须注意高效率,对低挥发份煤 在采用分级燃烧情况下的高效低NOx燃烧措施进行了分析研究.

6.期刊论文 付国民 煤燃烧过程中NOx的形成机理及控制技术(上) -节能与环保2005(3)
通过对氮氧化物的生成机理分析,阐述了燃烧过程中控制NOx生成和降低排放量的原则,探讨了目前相关的低NOx燃烧技术.强调了在降低NOx的同时必须注意高效率,对低挥发份煤 在采用分级燃烧情况下的高效低NOx燃烧措施进行了分析研究.

7.学位论文 文军 我国典型煤种分级燃烧NO<,X>生成特性的实验研究 1996
该文根据一维煤粉火焰炉上的燃烧试验结果,研究了空气分级燃烧对中国电站锅炉四种典型用煤的NO<,X>生成特性和煤粉颗粒燃烬率的影响.通过对两种分级风送入位置和不同分 级风量试验的对比分析,取得了在不降低燃烬率的条件下,这些典型煤种应用空气分级燃烧降低NO<,X>排放的基本规律和十分有用的数据.该文首次较全面地研究了在分级燃烧条件下 ,不同煤种燃烬率的变化,研究表明:在适当的分级程度下,分级燃烧对高挥发份煤种的燃烬率影响较小,低挥发份煤种的燃烬率变化也不大,在实现降低NO<,X>的同时,燃烬率也有所提 高.该文还建立了一维煤粉火焰炉内煤粉颗粒燃烧和NO生成的数学模型.用此模型预报了两种试验用煤NO的生成,计算结果与实测值吻合较好.上述结果对现有的四角布置直流燃烧器的 低NO<,X>改造将有很好的参考价值.

8.期刊论文 付国民.FU Guo-min 煤燃烧过程中NOx的形成机理及控制技术 -能源环境保护2005,19(3)
通过对氮氧化物的生成机理分析,阐述了燃烧过程中控制NOx生成和降低排放量的原则,探讨了目前相关的低NOx燃烧技术.强调了在降低NOx的同时必须注意高效率,对低挥发份煤 在采用空气分级燃烧情况下的高效低NOx燃烧措施进行了分析研究.

9.期刊论文 王琦 新型四通道煤粉燃烧器开发研究与应用 -河南建材2006(5)
0 前言 我国是产煤大国,但煤炭资源的储量及品种分布却很不平衡.总体而言,我国煤炭储量北方多,南方少.从品种来看,东南地区许多省份的煤炭主要是低挥发份煤,在我国能 源消费构成中煤占70%以上,其中用于直接燃烧的约占5/6.因此,对于盛产无烟煤地区或其邻近地区的水泥厂来说,用低挥发份煤作为新型干法水泥生产线的燃料来生产水泥,既合理利 用了燃料资源,降低了生产成本,又减轻了交通运输的压力,可谓一举三得.

10.期刊论文 肖良.马明远.陈振林.刘继民.XIAO Liang.MA Ming-yuan.CHEN Zhen-Lin.LIU Ji-min 浓淡型煤粉燃烧器的设计与运行 -工 业锅炉2000(2)
浓淡型煤粉燃烧技术是近年来在国际上新发展的一种煤粉燃烧技术,其主要优点是:①改善了劣质煤和低挥发份煤的着火条件,扩大了煤粉炉的煤种适应范围;②扩大了煤粉炉的负 荷调节范围,能够使煤粉炉在低负荷下连续运行.

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