煤燃烧过程中燃料型NOx生成及还原机理研究进展

作者

龚艳艳
单位

煤科院节能技术有限公司煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室
摘要

燃料型NOx是煤燃烧烟气中氮氧化物的主要组成部分，抑制燃料型NOx的生成是低氮燃烧技术中降低NOx排放初值的关键手段。燃料型NOx的生成实属非常复杂的物理化学过程，涉及许多相互竞争的机制，受多个因素的综合影响。煤燃烧过程中燃料型NOx的生成主要包括煤热解过程中挥发分N的释放过程、挥发分燃烧过程中NOx的生成及还原过程、焦炭燃烧过程中NOx的生成及还原过程。综述煤燃烧过程中燃料氮的迁移转化规律的研究结果，对煤燃烧中均相和非均相氮化学反应的详细机制进行整理并分析燃料型NOx形成的内在机理，发现煤热解过程中煤中氮迁移形成挥发分N和焦炭N，迁移过程由煤种和热解条件共同决定。热解条件不仅影响挥发分N的释放，还影响焦炭的反应活性，从而影响焦炭燃烧及焦炭N的转化过程。挥发分N主要以HCN和NH3的形式存在，通过详细的均相氮化学机理建立挥发分NOx的生成预测模型，以期较为准确地预测煤燃烧过程中挥发分NOx的形成过程。焦炭N的转化过程主要涉及焦炭N-O2和焦炭 -NO2个反应，焦炭NOx的形成是受煤种、温度、氧气浓度、矿物组分、焦炭粒径、焦炭反应活性等因素交互影响的综合结果，研究焦炭N的转化需综合考虑各因素的影响。
关键词

煤燃烧燃料型NOx NOx生成机理 NOx还原机理低氮燃烧技术预测模型均相氮化学机理迁移转化规律热解条件
基金项目(Foundation)

煤科院节能技术有限公司科技发展基金重点资助项目—煤粉锅炉节能降碳一体化技术研究及工程示范(2021JNZD-01)
文章目录

0 引言
1 煤热解过程中N的迁移转化规律
2 挥发分NOx的生成及均相还原机理
2.1 挥发分NOx生成机理
2.2 NOx均相还原机理
2.3 挥发分NOx抑制技术
3 焦炭NOx的生成及异相还原机理
3.1 焦炭NOx生成机理
3.2 焦炭-NOx异相还原机理
3.3 焦炭NOx抑制技术
4 结语
引用格式

龚艳艳.煤燃烧过程中燃料型NOx生成及还原机理研究进展[J].煤质技术,2022,37(3):9-23.
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这篇文章属于2022封面文章（《煤质技术》）（18篇）