加压流化床中半焦富氧燃烧NO排放特性的实验研究

本文系统研究了半焦在加压富氧燃烧(POFC)条件下的NO排放特性，揭示了压力、温度、H2O浓度等关键参数对氮氧化物转化的影响机制。研究发现加压条件(0.1MPa→0.5MPa)可使NO排放降低60.4%，为清洁煤燃烧技术提供了重要理论依据。

　　

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Preparation of Experimental Materials

本研究使用的实验材料主要包括烟煤(BC)颗粒、半焦(SC)颗粒和石英砂。实验采用山西大同烟煤作为原料煤(BC)，并以其制备的两种半焦作为研究对象。实验前，将煤粒和石英砂在105°C的鼓风干燥箱中干燥12小时以去除多余水分。半焦是在立式管式炉中通过控制性热解制备的，确保其具有标准化的理化特性。

Physical and Chemical Characterization of Semi-Coke

燃料的理化性质直接影响其燃烧行为。为了解BC及其衍生的两种SC在POFC条件下的NO排放特性，必须明确燃料间的性质差异。就NO排放而言，燃料中氮的存在形式和含量对NO的生成至关重要，而燃料表面形态特征则影响着气相与固相之间的相互作用和反应动力学。

Conclusion

通过采用自主设计的加压富氧燃烧流化床实验装置，以BC和部分气化SC为原料，本研究系统考察了操作参数和SC性质对燃烧过程中NO形成特性的影响。主要发现如下：

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  (1) SC的理化属性取决于热解和气化条件。热解和气化过程中的高温环境会显著改变其孔隙结构和氮官能团分布
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  (2) 压力升高能有效抑制NO排放，0.5MPa时排放量比常压降低60.4%
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  (3) 温度升高导致NO排放增加，但压力增强会放大温度效应
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  (4) 水蒸气浓度增加通过生成OH自由基抑制NO形成，压力环境强化此抑制作用