[發明專利]一種提高O2/CO2氣氛下煤粉燃燒性能且降低NOx生成的方法

有效

• 申請號: 201210413882.5
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102913936A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 顧明言;馬標;張雨航;劉旭輝
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: F23K3/00
• 分類號: F23K3/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于煤粉高效低污染燃燒技術領域，更具體地說，涉及一種提高O₂/CO₂氣氛下煤粉燃燒性能且降低NO_x生成的方法。

背景技術

降低CO₂和NO_x的排放已成為全世界共同關注的問題。近年來，O₂/CO₂?煤粉燃燒技術被認為是一種能夠同時控制CO₂、SO_2?和NO_x三種污染物的新型燃燒技術，已引起國內外學術界和工業界的高度重視。但研究發現，煤粉在O₂/CO₂氣氛下燃燒易出現燃燒不穩定、燃燒不完全的現象。因此，該技術仍處于研究階段，還沒能得到廣泛地應用。

為了改善煤粉在O₂/CO₂氣氛下燃燒不穩定及燃燒不完全的情況，現有技術中常采用提高O₂/CO₂氣氛中的O₂濃度的方法。但是，大量研究表明，為了提高燃燒著火和穩定性而提高O₂/CO₂氣氛中的O₂濃度并不是一個理想的途徑。O₂濃度在促進著火燃燒和降低NO_x的生成的作用方面是互相矛盾的。一方面，O₂濃度的提高可以改善著火燃燒條件，穩定燃燒；而在此同時也改善了NO_x的生成條件，使得NO_x生成量增加。

探尋同時實現提高O₂/CO₂氣氛下煤粉燃燒特性且能降低NO_x的生成途徑十分必要。從煤粉燃燒NO_x生成的機理來看，燃煤過程排放的NO_x主要是燃料型NO_x。煤粉中含N化合物析出并形成的中間產物如NH_i、HCN等，在氧化氣氛下生成NO_x，而在低氧或還原氣氛下，轉變為N₂，因此要避免煤粉在燃燒初期遇到高濃度氧。已有的技術如高濃度煤粉燃燒、分級燃燒、濃淡燃燒等技術等，都是在煤粉燃燒初期，利用燃燒器結構或煤粉本身濃度的變化，使煤粉燃燒實現偏離化學當量比燃燒，在煤粉燃燒初期揮發分析出階段形成局部還原性氣氛，從而降低含N化合物向NO_x的轉變。這些技術的關鍵在于改變煤粉周圍的氣氛，但對煤粉的燃燒過程特別是著火過程沒有本質的改變，只是降低了燃煤過程中NO_x的生成，因此，這些技術在O₂/CO₂氣氛下的著火穩定性也值得進一步的研究，以解決煤粉在O₂/CO₂氣氛下燃燒不穩定及燃燒不完全的問題。

單一超細煤粉燃燒技術研究表明，由于其著火燃燒快的特性，同時大量析出揮發分并燃燒，可以降低NO_x的生成，同時，由于煤粉粒徑小，燃燒所需時間短，研究結果表明超細煤粉應用于煤粉NO_x再燃中是十分有效的。此外，現有專利技術中已有相關技術方案表明，超細煤粉與普通粒徑煤粉的混合燃燒，能夠保證普通粒徑煤粉在煤粉品質變動和鍋爐負荷降低時穩定燃燒，如中國專利申請號96122237.9公開的技術方案。目前，針對超細煤粉和普通粒徑煤粉的混合研究一般只停留在提高煤粉燃燒性能上，且一般認為超細煤粉配入的質量百分比越高，對提高燃燒性能的效果越明顯，對于如何在提高煤粉燃燒性能的同時降低燃煤過程中NO_x的生成，尚未有相關研究結果表明。

發明內容

發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術中煤粉在O₂/CO₂氣氛下燃燒易出現燃燒不穩定、燃燒不完全的現象，以及燃煤過程中NO_x的生成問題，提供一種提高O₂/CO₂氣氛下煤粉燃燒性能且降低NO_x生成的方法，本發明在不增加O₂/CO₂中O₂濃度前提下，采用超細煤粉與普通粒徑煤粉混合燃燒的工藝，既提高了煤粉自身燃燒特性，同時又抑制了煤粉燃燒過程中NO_x的生成。