氨-煤在沉降炉中掺烧试验及氨的氧化动力学

摘要：

发展先进的碳减排技术、实现双碳目标已成为能源领域最迫切的攻关难题.我国燃煤电厂碳排放占比很大.氨作为零碳燃料,在热值、合成、运输等方面具有显著优势.氨在燃煤锅炉中混烧是实现大规模利用的重要途径,然而大规模掺烧过程中NOx排放控制将是未来面临的主要挑战之一.在沉降炉试验平台对氨煤开展混燃试验,研究温度(1 000～1 300℃)、空燃比(0.8～1.5)、掺烧比例(0～30%)等对NOx排放的影响.结果表明,控制较低燃烧温度和空燃比是抑制氨向NOx转化的关键.在空燃比1.5、掺烧20%氨工况下,1 200 和1 300℃下NOx排放量可达 780×10-6和 1 870×10-6.随氨掺烧比例增加,NOx排放水平线性增长,但整体燃料氮向NO的转化显著下降.借助详细化学反应机理(Glarborg 2018、Mendiara 2009、Konnov)计算结果表明,Konnov机理预测结果更接近试验结果.进一步采用Konnov机理讨论了燃烧温度、空燃比等变量对纯氨燃烧NOx排放的影响,发现温度与NOx排放浓度呈指数型增长,而空燃比由1.0 提高至1.1 时NOx排放总量发生突变.引入混合因子讨论氧化剂与氨的混合水平对NOx排放的影响,发现延长氨与氧化剂的混合距离能显著降低NOx排放强度.

关键词：沉降炉、氨煤混烧、CO2减排、NOx排放

所属期刊栏目：29

分类号：TQ53;TK114

在线出版日期：2023-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：127-133