煤灰及各种矿物质对SO2排放特性的影响

利用TG-DTG采用低加热速率实验研究了煤阶、脱灰及煤中主要矿物质成分对煤燃烧过程中SO2排放特性的影响，并对矿物质成分的影响机理进行了讨论。结果表明，煤中硫质量分数的高低对烟气中SO2的排放有明显影响，排放水平与硫质量分数不成比例；煤中硫向SO2转化率与煤阶之间没有明显的关联；脱灰能较小程度地促进SO2的生成，抚顺煤主要矿物质成分中Na、K、Mg以及Ca等碱金属与碱土金属明显抑制SO2的排放，同时纳米级的TiO2也减少烟气中SO2体积分数，这些成分对SO2抑制作用的顺序为MgNa≈K>Ca>Mg>Ti的次序加速焦炭的氧化；Si和Al属于惰性成分，对煤中硫的迁徙以及煤的燃烧特性没有显著影响。     

O2/CO2煤粉燃烧时含铁矿物质转化行为的实验研究

通过乌兰木伦煤和哈拉沟煤在沉降炉中的燃烧实验,采用57Fe M(o)ssbauer谱仪,对煤中含铁矿物质及其在O2/N2和O2/CO2燃烧条件下生成的灰中含铁成分进行分析和比较,研究了O2/CO2煤粉燃烧时含铁矿物质的转化行为.结果表明,与O2/N2燃烧相比,O2/CO2燃烧对灰中生成的主要含铁矿物相种类没有影响,但显著地改变了灰中含铁矿物相的相对含量;O2/CO2燃烧更有利于内在黄铁矿和菱铁矿生成硅酸盐玻璃体而不是氧化成铁氧化物.灰中含铁矿物相的相对含量变化表明O2/CO2燃烧影响煤的结渣趋势,对于含内在含铁矿物较多的煤,O2/CO2燃烧会增加其结渣的趋势.     

程序升温还原法研究氧化对煤中硫形态及结构的影响

用程序升温还原法研究了三种不同硫含量的煤被空气和HNO3氧化后含硫气体的逸出规律。结果表明，空气和HNO3氧化后，尽管煤中有机硫总量变化不大，但煤中H2S的释放量有所下降，而COS和SO2的生成量明显增加，这说明氧化作用使得煤中弱的有机硫变成S=O和SO2结构。与以往的研究结果不同的是，发现CS2的生成与FeS密切相关，同时对HNO3氧化后的煤来说，CS2的生成主要以气相中H2S和COS的反应为主。空气氧化后煤中CS2的生成量与原煤的差不多，但HNO3氧化后煤中释放出的CS2有所下降。提出通过（COS+SO2）/H2S的比值来研究煤及其中硫被氧化的程度，并对比了不同煤种及氧化后样品的气相含硫化合物发现：随变质程度的提高和煤中噻吩硫含量的增加，煤被氧化的程度下降。对同一煤种而言，HNO3的氧化程度要高于空气氧化的。     

燃煤在O_2/CO_2方式下NO_X生成特性的研究

O2 CO2 方式是一种能有效控制CO2 、SO2 与NOX 排放的新型高效清洁的煤燃烧技术 ,在自行设计的实验装置上研究了三种不同煤质特性的燃煤在这种方式下NOX 的生成与排放特征。主要研究结果表明当温度为 70 0℃及 90 0℃时 ,O2 CO2 方式下NOX 的排放量较空气气氛下大为降低。研究结果还表明O2 CO2 方式下温度、煤质特性、钙基吸收剂的加入对NOX 的生成特性有着重要影响     

燃煤在O2／CO2方式下NOx生成特性的研究

O2／CO2方式是一种能有效控制CO2、SO2和NOx排放的新型高效清洁的煤燃烧技术,在自行设计的实验装置上研究了三种不同煤质特性的燃煤在这种方式下NOx的生成与排放特征。主要研究结果表明当温度为700℃及900℃时,O2／CO2方式下NOx的排放量较空气气氛下大为降低,研究结果还表明O2／CO2方式下温度、煤质特性、钙基吸收剂的加入对NOx的生成特性有着重要影响。     

SO2和NO在Na-γ-Al2O3上吸附行为的研究

利用吸附曲线和漫反射红外光谱（DRIFTS）研究了150 ℃SO2和NO在Na-γ-Al2O3上的吸附行为。吸附实验在固定床反应器内进行，原料气体积组成为NO (0.1％)、 SO2 (0.51％)、O2 (4.5％)、Ar平衡。研究表明，150 ℃不论气相中是否有氧，Na-γ-Al2O3均能单独吸附SO2或NO，Na-γ-Al2O3单独吸附SO2时，观察不到有SO42-生成，Na-γ- Al2O3单独吸附NO时，NO吸附量较少，有微量NO2（或表面硝酸盐）生成；Na-γ- Al2O3均能同时吸附SO2和NO，SO2和NO在Na-γ- Al2O3上吸附时相互作用，NO促进SO2氧化生成SO42-，SO2吸附量增加，SO2促进NO氧化转化，SO2也促使NO2脱附。气相氧促进了SO2和NO在Na-γ- Al2O3上的吸附以及SO2和NO的相互作用。     

煤中矿物质对燃煤污染物排放特性的影响

利用热分析和X射线光电子能谱（XPS）研究了煤中矿物质在燃烧过程中对煤中氮与硫的排放特性的影响。结果表明，铜川煤中的可溶性矿物质如硫酸盐、碳酸盐等对NO排放有促进作用，当将这类可溶性矿物质从煤体中除去后，煤的NO排放量下降；铜川煤中的矿物质对SO2的排放有抑制作用，当这类碱性成分被脱除后，单位质量可燃硫的SO2排放量升高。     

不同煤燃烧方式降低NOx排放比较及解耦燃烧应用

采用两段反应器研究了三种煤在不同燃烧方式下抑制NO_x生成的效果。结果表明,煤的热解气和部分气化生成气再燃均能较好的抑制NO_x生成,抑制效果优于空气分级燃烧,解耦燃烧方式抑制NO_x生成的效果最显著,相对于传统燃烧其NO_x排放降低了32%以上。煤种对各种燃烧方式降低NO_x的程度有明显影响,煤中单位氮含量的燃料比(固定碳/挥发分)越小,煤的热解气和部分气化生成气再燃以及解耦燃烧方式下NO_x的排放量越低。在煤部分气化生成气再燃烧方式中,部分氧化气化段通氧量不同,降低NO_x排放的效果也不同,在氧气体积分数为8%~10%时的NO_x生成量最低。基于解耦燃烧技术原理,研制了1.4 MW解耦燃烧工业锅炉,在燃烧同一煤种时,解耦燃烧锅炉和传统立式锅炉相比,烟气中NO_x排放量降低了32.9%。     

O2/CO2气氛下燃煤的钙基脱硫规律的实验研究

对含硫量较高的煤种在不同气氛和工况条件下，ＳＯ２的排放和吸收过程，开展了较为系统的实验和分析工作。实验结果表明：较之空气气氛，高ＣＯ２浓度对煤燃烧过程中ＳＯ２的排放有重要影响，并可显著提高钙基硫剂的高温脱硫效率，这结果为利用新型Ｏ２／ＣＯ２循环燃烧方式下污染排放的综合治理技术奠定了基础。     

O2/CO2气氛下石灰石煅烧与硫化反应研究

富氧燃烧技术是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术。本文对O2/CO2气氛下煤燃烧流化床条件下的石灰石煅烧分解特性进行了热力学分析，并与热重试验结果进行了对比，得出石灰石的起始分解温度随O2/CO2气氛中CO2分压比的增大而增加，但增幅减小。结合小型流化床试验装置上煅烧与硫化反应过程中的石灰石样品的孔结构特性和可视化SEM分析，得出空气气氛和O2/CO2＝20/80气氛在煅烧与硫化反应过程中的孔结构特性差异很大：反应温度为1 123 K时，空气气氛下石灰石迅速分解，比表面积、孔隙率增大，硫化反应发生后孔堵塞导致比表面积、孔隙率减小；1 123 K的煅烧温度还不足以使O2/CO2＝20/80气氛下的石灰石分解，硫化反应过程中还伴随着石灰石的煅烧分解。     

煤粉锅炉NOX排放特性及控制的研究

对电站煤粉锅炉NOx生成特性进行了详细的研究，获得锅炉负荷、过量空气系数、热风温度、制粉系统运行方式、燃烧器配风形式、煤种等与NOx生成的关系，并就降低NOx的措施与锅炉效率的关系进行了分析，在此基础上提出电站煤粉锅炉在不影响锅炉燃烧效率的前提下，进行低NOx优化运行的方法，通过燃烧调整来达到控制NOx排放的目的。     

煤燃烧过程中SO2,NO的逸出规律研究

研究了脱灰煤、负载ＦｅＣｌ３煤及几种没变质程度的原煤在程序升温燃烧过程中ＳＯ２、ＮＯ的逸出规律，结果表明：ＦｅＣｌ３对煤中某些有机硫的逸出有抑制作用，同时使ＮＯ的逸出总量大大降低；不同曙速率对ＳＯ２、ＮＯ的逸出峰型基本没有影响，但低的升温速度线下ＳＯ２、ＮＯ能够在较低的温度下逸出。     

无烟煤挥发分和焦炭独立燃烧过程中NO生成规律

采用固定床反应器，将无烟煤粉的燃烧分为焦炭燃烧和挥发分燃烧两部分，研究了各自燃烧过程中产生NO的规律，评价了焦炭N和挥发分N对煤粉燃烧产生NO的相对贡献。结果表明，煤粉N﹑焦炭N和挥发分N的转化率都随过量空气系数α和温度的增加而增加；焦炭N是无烟煤粉燃烧过程中NO的主要来源；煤粉的转化率都小于煤粉分解燃烧时挥发分转化率加焦炭的总转化率；还原性气氛或氧化性气氛越强，挥发分和焦炭在煤粉燃烧时的相互作用越强。     

氧化性气氛下流化床中煤的热解脱硫及硫的分布

兖州（YZ）原煤，在氧气体积分数为3.0%、5.6%、8.7%，热解温度400℃～800℃, 热解停留30min，在流化床反应器中进行了热解脱硫实验。结果表明，兖州煤在3.0%O2，600℃时的脱硫效果最佳，可达70%；此时的黄铁矿硫全部脱除，而有机硫也可脱除60%以上。而相同温度惰性气氛下的总硫和有机硫的脱除率则分别为25%和15%。在氧化性气氛下，脱除的硫主要分布在焦油中；随着氧气体积分数的提高，半焦收率下降的很快，下降幅度要比脱硫率的增加幅度大。因此，氧气体积分数过高，在选择性断裂C—S键的同时，也使C—C键发生了断裂。     

Transformation of alkali and alkaline-earth metals during coal oxy-fuel combustion in the presence of SO_2 and H_2O

The occurrence modes of alkali and alkaline-earth metals(AAEMs) in coal relate to their release behavior and ash formation during combustion. To better understand the transformation of AAEMs,the release behavior of water-soluble,HCl-soluble,HCl-insoluble AAEMs during Shenmu coal(SM coal) oxy-fuel combustion in the presence of SO2 and H2O in a drop-tube reactor was investigated through serial dissolution using H2O and HCl solutions. The results show that the release rates of AAEMs increase with an increase in temperature under the three atmospheres studied. The high release rates of Mg and Ca from SM coal are dependent on the high content of soluble Mg and Ca in SM coal. SO2 inhibits the release rates of AAEMs,while H2O promotes them. The effects of SO2 and H2O on the Na and K species are more evident than those on Mg and Ca species. All three types of AAEMs in coal can volatilize in the gas phase during coal combustion. The W-type AAEMs release excessively,whereas the release rates of I-type AAEMs are relatively lower. Different types of AAEM may interconvert through different pathways under certain conditions. Both SO2 and H2O promote the transformation reactions. The effect of SO2 was related to sulfate formation and the promotion by H2O occurs because of a decrease in the melting point of the solid as well as the reaction of H2O.     

预热燃烧模式下半焦NO排放和燃尽特性实验研究

为探究更高预热温度下(1000℃)半焦预热燃烧工艺的降氮潜力,在两段电炉串联组成的沉降炉系统上考察了预热温度(600-1400℃)、燃烧温度(1200-1400℃)和过量空气系数(α=0.6-1.4)对半焦燃烧NO释放和燃尽的影响。结果表明,进一步提高预热温度(1000℃)能够同时降低NO排放和提高燃尽率,并且富燃料工况下,预热温度升高带来的NO降低幅度比贫燃料工况下降低幅度大,预热温度从800℃升高至1400℃时,NO降幅最大可达74%(α=0.6),明显高于贫燃料条件下NO降幅20.6%(α=1.4)。但是,富燃料工况下,预热温度升高带来的飞灰含碳量降幅比贫燃料工况下降低幅度小,贫燃料条件下飞灰含碳量最大降幅为26.8%(α=1.4),高于富燃料条件下降幅15.95%(α=0.6)。对于燃烧温度对半焦燃烧NO释放的影响,发现存在一临界过量空气系数α=1,当过量空气系数高于该临界值时,随燃烧温度提高,NO排放量增加,当过量空气系数低于该临界值时,随燃烧温度的提高,NO排放量减小。     

生物质气再燃减少流化床N_2O排放的实验研究

以生物质气化气作为再燃燃料,在小型流化床反应器内进行了N2O脱除的实验研究。研究了生物质气化气投入位置、料层高度、再燃燃料比、烟气含氧量和反应温度对N2O排放的影响。结果表明,距布风板200 mm的B喷口较离布风板较近的A喷口(距布风板100 mm)对应的N2O转化率高;反应温度为850℃、按照N2O/N2配置模拟烟气的情况下,B口喷入生物质气量为1%,床料CaO高度为10 mm时N2O接近完全分解;反应温度为850℃,床层高度大于20 mm时,从B口喷入大于0.4%比例的生物质气对应N2O分解率高于95%。     

Performance and Kinetics Studies on Selective Catalytic Reduction of NOx with NH3 over MnOx-WO3/TiO2 Catalyst

The catalytic activities of MnOx-WO3/TiO2 for selective catalytic reduction(SCR) of NO with NH3 were investigated in a wide range of temperature and reaction condition.It yielded a NOx conversion of 80.3%-99.6% and a N2 product selectivity of 100%-98.7% during 100 °C to 350 °C at gas hourly space velocity(GHSV)=18900 h-1.In the presence of 0.01% SO2 and 6% H2O at 120 °C,the NOx conversion can maintain 98.5%.At 300 °C and with 0.07% SO2 in reactant stream,the NOx conversion stabilized at 99% as high as the commercial V-W/TiO2 catalyst's level.The steady-state kinetics study shows that O2 played a promoting role.In the presence of less than 1.5% O2,NOx conversion can increase sharply with the increase of O2 concentration.The reaction order was zero with respect to NH3 and first with respect to NO with excess O2 and H2O.The kinetics active energy(Ea) of Mn-W/TiO2 was calculated to be 6.24 kJ/mol according to the kinetic experiment at various temperatures,much lower than those of other catalysts reported in the literature.Mn-W/TiO2 is an excellent catalyst for SCR of NO with NH3 by now.