【摘 要】
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煤炭在我国能源消费结构中的主导地位在中长期内不会改变,节能和提高能效是实现“双碳”目标的主要途径之一,开发高效清洁的煤粉燃烧技术就显得尤为重要。本文基于两段式滴管炉实验平台,研究神府烟煤在O2/N2和O2/CO2两种富氧气氛条件下,主燃区温度（1300℃～1500℃）、二次风过量氧气系数（0.3～1.04）和二次风氧气浓度（15%～100%）对煤粉燃烧效率及NOx排放规律的影响,并分析了煤粉在主燃
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煤炭在我国能源消费结构中的主导地位在中长期内不会改变,节能和提高能效是实现“双碳”目标的主要途径之一,开发高效清洁的煤粉燃烧技术就显得尤为重要。本文基于两段式滴管炉实验平台,研究神府烟煤在O2/N2和O2/CO2两种富氧气氛条件下,主燃区温度（1300℃～1500℃）、二次风过量氧气系数（0.3～1.04）和二次风氧气浓度（15%～100%）对煤粉燃烧效率及NOx排放规律的影响,并分析了煤粉在主燃区燃烧过程中挥发分、固定碳、C、H、O、N、S的释放规律及煤中氮的迁移转化路径。实验结果表明,O2/N2和O2/CO2两种气氛条件下,主燃区的高温强还原性气氛是实现NOx超低排放的关键所在,通过调节二次风氧气浓度和二次风过量氧气系数均能满足煤粉高效燃烧,同时兼顾NOx的超低排放。在O2/N2气氛中二次风过量氧气系数过大或过小均不利于抑制NOx的生成,当α2=0.5且c2=40%时,NO排放浓度低至9.5mg/MJ,飞灰含碳量为2.33%。在强还原性气氛中,O2/CO2富氧气氛中NO排放浓度和飞灰含碳量较O2/N2气氛更低,并且提高氧气浓度能实现NOx的超低排放,当α2=0.3,c2=30%～60%时,NO排放浓度均能达到超低排放要求。煤粉在主燃区燃烧过程中,煤中各组分的释放率均随二次风过量氧气系数的升高而升高,O2/CO2富氧气氛中煤中各组分的释放率较O2/N2气氛更高。在深度分级条件下,煤中释放的N主要向N2转化,少量转化成HCN和NH3,烟气中并未检测到NOx;随着二次风过量氧气系数的升高,HCN和NH3的转化率降低,当二次风过量氧气系数增至0.6时,烟气中测到NOx,这表明在深度空气分级条件下,煤粉燃烧初期氧化形成的NOx被充分还原成N2。
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