基于FES技术的O2/CO2燃烧气氛下准东煤中不同类型碱金属盐的释放特性
赵京1
杨本超2
魏小林1
倪文翔2
乔瑜3
娄春3
1.中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京 1001902.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 7100493.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉 430074
摘要：O2/CO2 燃烧技术被认为是一种清洁的燃煤发电技术,然而高碱准东煤燃烧过程中释放的大量碱金属通常是引起锅炉受热面积灰、结渣以及腐蚀的重要物质,严重危害了设备的安全稳定运行.因此,探讨O2/CO2 燃烧气氛下准东煤中不同类型碱金属盐的释放特性对于煤炭的清洁高效利用具有重要意义.基于火焰发射光谱技术(FES),在金属丝网反应器上研究了煤粉燃烧过程中不同类型碱金属盐在O2/N2 和O2/CO2 两种气氛下的释放特性.结果表明:在O2/N2 气氛下,挥发分燃烧会产生明亮的火焰;与O2/N2 气氛相比,O2/CO2 气氛下煤粉燃烧强度降低,火焰温度下降,着火时间延迟,挥发分和焦炭的燃烧时间延长,使得煤粉中气相Na的释放过程受到抑制.对于NaAc、Na2CO3 和Na2SO4 来讲,O2/CO2 气氛延迟了其释放过程中质量浓度降低的时间,使煤粉中气相Na从开始释放就进入稳定释放阶段,气相Na质量浓度变化率波动不大;但NaCl会在释放的4s左右质量浓度变化率变为负值,导致释放的气相Na质量浓度一直降低.同时CO2 气氛还会使得NaAc、NaCl等类型盐转化形成更难释放的Na2CO3,进一步抑制气相Na的释放过程.而Na2CO3的质量释放率在O2/CO2 气氛下也降低的主要原因则是CO2 抑制了Na2CO3 向Na2O的分解过程.Na2SO4 则由于其本身释放就比较困难,因此其质量释放率降低的主要原因是燃料燃烧温度和强度降低导致的.
关键词：O2/CO2燃烧碱金属火焰发射光谱技术金属丝网反应器释放特性
分类号：TQ534(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFB4102703)国家自然科学基金(51736010)
论文发表日期：2024-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 3216-3224 )
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