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《华北电力大学》 2016年
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高温混煤燃烧及NO、SO_2生成特性研究

邵欢  
【摘要】:混煤掺烧技术成为提高电站安全性、经济性、用煤灵活性以及低污染排放研究的关键课题。因此研究高温下混煤燃烧特性及污染物的排放对于今后混煤高效洁净燃烧更具有实际指导意义。目前相关研究多采用逐步升温TGA方法,这与实际恒温燃烧情况存在较大出入。本文在改进的恒温热重实验台上对恒定高温下混煤燃烧及NO、SO_2生成特性进行了研究。此外,为了能够基于单煤特性来预测混煤燃烧特性,本文通过改变高挥发分煤所占权重,提出了一种改进加权方法。结果表明:高温下挥发分与焦炭燃烧存在时间上的重叠,并不是完全独立的两个过程。高温下温度对反应初期的燃烧特性影响较小,温度升高,燃尽特性改善。掺混煤种煤化程度降低,加速燃尽。氧浓度的升高,加快燃烧速率,缩短燃尽时间。混煤试样中新疆褐煤的掺混比越高,或者煤化程度越低,活化能越低,燃烧越容易进行。利用球对称收缩核模型能较好的描述高温下混煤燃烧过程。混煤在高温下燃烧初期,煤粉失重受到褐煤的抑制作用,但在后期褐煤燃烧产生的热量对混煤失重有明显的促进作用,致使燃尽时刻提前;褐煤掺混比的增加,对混煤前期燃烧的抑制作用加强;随着温度的升高,混煤前期燃烧的抑制时间逐渐缩短,同时后期的促燃时间缩短;掺混煤种的煤化程度越低,燃烧前期的抑制作用就越强,但有利于后期煤粉的燃尽。随氧浓度的降低,抑制作用时间加长。采用改进加权方法比动力学模型得到的模拟值效果更好,同时比简单加权方法更能体现混煤高温燃烧过程的反应实质。混煤中褐煤掺混比的增加,促进了NO的提前释放,实验曲线与简单加权曲线得到的NO累积量均不断降低,混煤试样NO释放的交互作用更强烈。温度升高,加快的NO的生成,NO累积生成量不断增加,但并非线性增长。所掺混煤种差异越大,其内部NO生成的交互作用越强烈。高温下随着氧浓度的增加,混煤NO生成累积质量有明显升高。混煤中褐煤掺混比的增加,促进了SO_2的提前释放,试样SO_2累积排放量显著降低。当混煤掺混比例为1:1时,混煤内部在SO_2的生成过程中产生了强烈的交互作用。温度升高,SO_2瞬时生成峰值不断提前且不断增大。随着煤阶程度的降低,SO_2瞬时生成峰值均提前。不论是混煤还是单煤随着氧气浓度的增加,SO_2瞬时生成曲线的峰值不断提前且数值增大,促进SO_2生成。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM621.2

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