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近年来,随着富氧/水蒸气燃烧等新型燃烧技术的发展,以及对高碱金属含量煤种应用的重视,对富含水蒸气、CO2等复杂气氛条件下碱金属变迁规律及其对煤燃烧过程NOx等污染物生成特性影响的研究也越来越受到重视。为了揭示H2O/CO2气氛对煤中钠析出特性的影响以及H2O/CO2气氛中钠对煤焦与NO反应过程的影响,本文针对不同浓度H2O/CO2气氛下钠的析出转化路径及钠对煤焦-NO反应进行了系统研究。
以5%NaCl浸渍煤为研究对象,制备了不同浓度H2O及CO2气氛下相同焦转化率的煤焦样品,考察了H2O及CO2气氛对煤热转化过程中钠析出特性的影响。研究表明,H2O及CO2的添加均可促进煤在热转化过程中钠的释放,但随反应过程中H2O及CO2浓度的增加,钠析出率又逐渐下降。这主要是因为H2O及CO2的气化作用虽有利于煤中的钠挥发至气相,但同时也促进了水溶态NaCl向醋酸铵溶态、盐酸溶态以及不溶态等其他溶态形式的转化,这在一定程度上减少了煤中钠的释放。
针对不同气氛下制得的煤焦,对煤焦结构进行了分析表征,同时进行了程序升温热重实验,研究了煤焦燃烧反应性变化规律。研究表明,制焦过程中添加一定浓度H2O及CO2,煤焦结构将发生改变,有利于煤焦燃烧反应性的提高。来自H2O/CO2气氛下的2%NaCl浸渍煤的煤焦燃烧反应性高于5%NaCl浸渍煤的煤焦,这是因为2%NaCl浸渍煤煤焦较5%NaCl浸渍煤煤焦含氧官能团数量更少、比表面积更小,但煤焦芳香化程度更低,因此2%NaCl浸渍煤的煤焦结构更利于燃烧反应性的提高。
实验进一步制取了不同钠负载量浸渍煤的煤焦,研究了不同浓度H2O及CO2气氛下NaCl浸渍煤的煤焦与NO的反应过程。结果表明,增加气氛中H2O及CO2浓度,可促进NO还原率的提高,其主要原因是H2O及CO2的气化作用改变了煤焦结构并产生大量CO,促进了NO还原。随煤焦中钠含量的增加,NO还原率先增大后减小,这是因为更多的钠蒸发至气相并均相还原NO,且固留于煤焦中的钠可催化煤焦-NO反应过程;而钠过量时,又堵塞煤焦部分孔径,NO在煤焦表面的还原受阻。
以5%NaCl浸渍煤为研究对象,制备了不同浓度H2O及CO2气氛下相同焦转化率的煤焦样品,考察了H2O及CO2气氛对煤热转化过程中钠析出特性的影响。研究表明,H2O及CO2的添加均可促进煤在热转化过程中钠的释放,但随反应过程中H2O及CO2浓度的增加,钠析出率又逐渐下降。这主要是因为H2O及CO2的气化作用虽有利于煤中的钠挥发至气相,但同时也促进了水溶态NaCl向醋酸铵溶态、盐酸溶态以及不溶态等其他溶态形式的转化,这在一定程度上减少了煤中钠的释放。
针对不同气氛下制得的煤焦,对煤焦结构进行了分析表征,同时进行了程序升温热重实验,研究了煤焦燃烧反应性变化规律。研究表明,制焦过程中添加一定浓度H2O及CO2,煤焦结构将发生改变,有利于煤焦燃烧反应性的提高。来自H2O/CO2气氛下的2%NaCl浸渍煤的煤焦燃烧反应性高于5%NaCl浸渍煤的煤焦,这是因为2%NaCl浸渍煤煤焦较5%NaCl浸渍煤煤焦含氧官能团数量更少、比表面积更小,但煤焦芳香化程度更低,因此2%NaCl浸渍煤的煤焦结构更利于燃烧反应性的提高。
实验进一步制取了不同钠负载量浸渍煤的煤焦,研究了不同浓度H2O及CO2气氛下NaCl浸渍煤的煤焦与NO的反应过程。结果表明,增加气氛中H2O及CO2浓度,可促进NO还原率的提高,其主要原因是H2O及CO2的气化作用改变了煤焦结构并产生大量CO,促进了NO还原。随煤焦中钠含量的增加,NO还原率先增大后减小,这是因为更多的钠蒸发至气相并均相还原NO,且固留于煤焦中的钠可催化煤焦-NO反应过程;而钠过量时,又堵塞煤焦部分孔径,NO在煤焦表面的还原受阻。