为解决电站锅炉因空间尺度大，其炉内流场、温度场和浓度场较为无序，易导致氮氧化物(NOx)排放激增从而限制煤氨混燃工程化应用的问题，本文提出了利用预热燃烧技术促进NH3和煤挥发分氮在预热区提前转化为N2从而降低进入燃烧区燃料氮总量的降氮策略。在自行搭建的电加热式两段沉降炉实验系统上考察了预热区过量空气系数和混氨比例对NO排放及飞灰含碳量的影响，并搭建详细化学反应机理模型对预热燃烧过程中氨氮和煤氮的迁徙转化路径进行了分析。预热燃烧实验和模拟计算结果表明，低预热区过量空气系数工况下，飞灰含碳量随混氨比例升高而降低，但NO最大增长幅度超过一倍；此时通过增加预热区过量空气系数可使NO排放增幅逐渐缩小，其原因是氨氮和煤挥发分氮在此过程中向N2的转化率逐渐升高，并最终可达到100%，意味着此时的NO排放仅由焦炭氮的氧化生成量和还原量决定；进一步搭配空气分级可实现20%混氨工况NO排放与纯煤工况相当。预热区化学反应路径分析显示煤热解产物会改变NH3的转化路径，主要体现为促进NH3在CH3等自由基的作用下转化为HCN和HNCO；燃烧区化学反应路径分析则表明碳烟和HO2自由基是还原NO的关键物种。最后对利用开发的新型预热式燃烧器和气化炉预热系统实现氨煤预热燃烧的大型工程化应用进行了展望。

1 实验与方法
1.1 燃料特性
1.2 实验装置和工况
1.3 动力学研究方法
1.3.1 一维炉建模
1.3.2 煤粉热解过程
1.3.3 气固两相反应机理
1.3.4 机理验证
2 结果与讨论
2.1 实验结果
2.2 NO模拟结果
2.3 空气分级
2.4 氨煤预热燃烧应用展望
3 结论

吕钊敏,罗睿,王毅,等.氨/煤预热燃烧氮转化特性实验与模拟研究[J/OL].煤炭学报,1-11[2024-12-03].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2190.td.20241203.0939.003.html.