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燃煤电站锅炉产生的氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一。随着环保要求的逐渐提高,燃煤电站烟气脱硝迫在眉睫,急需成本低廉、高效的脱硝技术。将再燃与SNCR结合起来的先进再燃技术具有很好的技术、经济优势,有望成为我国控制燃煤电站NOx排放的主流技术。本文首先通过在两段反应式一维燃烧反应器上进行了煤粉再燃、SNCR和煤粉先进再燃脱硝试验,研究再燃区化学当量比(SR)、煤粉再燃比(RFP)、再燃区温度(T1)、NH3/NO摩尔比(NSR)以及停留时间(τ)对煤粉先进再燃脱硝的影响规律,并分析再燃区出口条件对反应体系下游的NOx还原反应的影响。试验结果表明:综合考虑,SR=0.8左右较适合整体先进再燃脱硝;SR=0～0.6范围内时,RFP=25%的先进再燃的脱硝效率最高,SR=0.8～1.2范围内时,RFP=15%的先进再燃的脱硝效率最高;再燃燃料与氮还原剂的投入量存在一个最优配比值,T1=1250℃,T2=900℃条件下,RFP=20%,NSR=1时,先进再燃的脱硝效率最高,RFP=10%,NSR=1.5时,先进再燃的脱硝效率最高;先进再燃的T1最佳值为1100℃;再燃段出口中NO、NH3、CH4、CO、HCN是影响先进再燃脱硝效率的主要气体成分,研究表明,CH4、CO、HCN三种气体均对先进再燃脱硝反应有促进作用,其中,CH4和HCN对先进再燃的影响最大,而CO的影响相对较小。然后本文整合已有的再燃和SNCR反应机理,应用Chemkin软件建立化学动力学模型,模拟煤粉先进再燃同相反应过程,将试验结果与模拟结果进行对比,验证整合机理的正确性与可用性。最后通过对煤粉先进再燃的生成率分析,研究了重要基元反应、重要反应物等对脱硝效率的影响,并通过归一化的生成率系数描述了脱硝反应的进行过程,绘制先进再燃反应脱硝路径,并与已有的再燃反应、SNCR反应脱硝路径进行比较。结果表明:先进再燃脱硝反应是以氨基为主导、再燃燃料起重要作用的还原反应,三种脱硝过程中起作用的物质、重要的中间产物、重要的活性基团等都发生了变化,但NH2是三种过程中共同的重要中间产物,OH是三种反应中共同的重要活性基团。