煤/NH3混合燃料,燃烧特性,掺氨比,3注入方式"name="keyword">煤/NH3注入方式,气体组分"/>
  • 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
平焰燃烧器煤/NH3燃烧特性实验研究
  • 51
  • 作者

    崔名双牛芳纪任山王乃继张鑫梁兴底一王圣烨

  • 单位

    北京天地融创科技股份有限公司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
    随着“碳达峰,碳中和”目标的提出,将煤与NH3混燃逐步减少煤电是实现降碳的一种新途径,但煤/NH3的混燃特性尚不清晰。因此,基于平焰燃烧器开展煤/NH3燃烧实验,探究了掺氨比(ENH3,0-100%)、煤/NH3注入方式(预混、非预混)对燃烧特性的影响,采用相机、烟气分析仪,热电偶检测了火焰形态、燃烧器上方高度(Heights Above Burner,HAB)中心沿程烟气中气体组分及温度分布情况,并测定了飞灰中未燃碳的含量,得到:在燃烧初期,煤/NH3争夺O2的现象更明显,由于燃烧区NH3燃烧产生的富水气氛,使得在预混低ENH3下,CO与OH发生反应,CO浓度降低,而在高ENH3下,一方面NH3优先与O2结合,导致大量碳的不完全燃烧,另一方面,富水气氛促进了煤的气化反应,导致燃烧还原区的CO浓度大幅升高,最高可达19773.05mg/Nm3,但此过程改变了焦炭的孔隙结构,增加了焦炭的比表面积,加快了煤粉的燃烧进程,使预混条件下飞灰残炭量由13.90%(纯煤燃烧)降低至13.44%(ENH3=80%),过早的注入NH3会减轻燃烧前期NH3燃烧对煤粉的预热作用,降低在火焰反应区的燃烧强度;掺NH3后NOx排放量大幅上升,随着ENH3增加,NOx先增加后降低,且NO峰值浓度提前,未燃NH3含量及氧含量分别是影响N2O、NO2生成的主要因素,增加煤/NH3燃烧的停留时间、减少未燃NH3含量、创造还原性气氛均是降低NOx有效方式;在预混高ENH3比(ENH3≥80%、HAB=100mm)及非预混工况下,CO2%随着ENH3增加呈现降低的趋势;预混ENH3=40%-60%工况更有利于实现煤/NH3的低氮、低碳、高效燃烧,煤粉掺NH3燃烧存在相互促进和抑制作用,需根据实际情况采取有效措施以发挥煤/NH3混燃的促进作用。
  • 关键词

    煤/NH3混合燃料" data-show="keyboard">3混合燃料"name="keyword">煤/NH3混合燃料燃烧特性掺氨比煤/NH3注入方式" data-show="keyboard">3注入方式"name="keyword">煤/NH3注入方式气体组分

  • 文章目录
    1 实验装置及方法
    1.1 燃料特性
    1.2 平焰燃烧器介绍
    1.3 实验工况设置
    1.4 实验方法
    2 结果与讨论
    2.1 火焰形态
    2.2 温度分布
    2.3 气体成分分布
    2浓度分布'>2.3.1 O2浓度分布
    2.3.2 CO浓度分布
    x浓度分布'>2.3.3 NOx浓度分布
    2浓度分布'>2.3.4 CO2浓度分布
    2.4 飞灰残炭量
    3 结论
  • 引用格式
    崔名双,牛芳,纪任山等.平焰燃烧器煤/NH_(3)燃烧特性实验研究[J/OL].煤炭学报:1-10[2023-09-14].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.0550.
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