摘要: 我国煤炭资源分布不均，加上煤炭市场价格的影响，导致许多电厂采用混合煤燃烧发电。因为各个煤种组分差异，如果只是简单依靠经验，随便进行掺混，就可能会造成锅炉着火困难、燃烧不充分、炉膛结焦及运行效率变差等问题，严重时甚至会导致停炉。因此... 展开 我国煤炭资源分布不均，加上煤炭市场价格的影响，导致许多电厂采用混合煤燃烧发电。因为各个煤种组分差异，如果只是简单依靠经验，随便进行掺混，就可能会造成锅炉着火困难、燃烧不充分、炉膛结焦及运行效率变差等问题，严重时甚至会导致停炉。因此，有必要对电站锅炉混煤燃烧特性开展针对性的深入研究。本文针对我国南宁贫瘦煤、烟煤和石油焦进行掺烧实验，研究混合比例与反应条件对混煤的燃烧特性、结焦特性以及NOX生成的影响规律。 利用热重分析仪研究了三种原煤的混煤在不同条件下的燃烧特性和动力学参数。实验结果表明，不同掺混比例的混合煤的热重曲线处于烟煤和石油焦的热重曲线之间。此外，石油焦含量为30%的混煤具有最佳的燃烧性能，但当石油焦在混煤中的比例增加到30%以上时，混煤的燃烧特性就会急剧恶化。动力学分析表明，500℃之前阶段的活化能高于500℃之后的阶段。随着氧气浓度的增加，样品的平均活化能也在增加。 利用管式炉热解制得混煤焦，采用低温氮气吸附方法和扫描电子显微镜研究混煤焦表面形态和分形特性的变化规律。通过对吸附等温线的分析，结果表明混煤焦中孔隙结构主要由半连通的半开放孔隙组成。随着热解终温的升高, 混煤焦的比表面积先增加后减小，然后再上升。随着烟煤掺混比例的增加, 混煤焦的比表面积一直增大，A11 混煤焦具有最大比表面积。增加混煤样品中石油焦的含量会抑制微孔的生成。不同掺混比例下的混煤焦的微孔比介孔分布更加集中。通过计算混煤焦的分形维数，发现D1的变化趋势和混煤焦中微孔比表面积占总比表面积的比例变化趋势相一致。通过 SEM 照片的描述，混煤焦中烟煤的增加会使其表明结构变得复杂，石油焦含量的增加使其表面变得光滑。 利用沉降炉研究掺混比例及过量空气系数对NOx生成的影响，并利用CHEMKIN软件对沉降炉内的 NOx 生成特性进行分析。结果表明混煤燃烧过程中 NOx 的生成与掺烧煤种总含氮量有关，且随混煤比例的变化并没有表现出很好的规律。采用敏感性分析法研究 NOX生成过程中起主要作用的组分。H、OH、O 等自由基在反应过程中至关重要；对于相同的基元反应，敏感性系数却出现了正负的差异，进一步说明了混煤掺烧使煤燃烧中化学反应方面出现相互影响。HCN的主要转化产物为NH和HNO，NH3分解产物NH和 NH2；随着过量空气系数的增大，O2浓度增大，O和 OH 活化基的生成增多，整个反应气氛偏向于氧化性气氛，有利于HCN和NH3快速氧化为NO。 收起