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因CO2排放增加引起的温室效应日益引起人们的关注,寻求有效的CO2减排措施成为各国关注的焦点。生物质的利用被认为是CO2零排放;富氧燃烧技术被认为极具发展和应用前景的CO2捕集和存储(CCS)技术之一;循环流化床燃烧技术拥有众多优点,被认为是最好的洁净煤燃烧之一。生物质与煤循环流化床富氧混合燃烧技术集成了生物质能利用、循环流化床燃烧技术以及CO2捕集和封存技术的优势,是一种最具应用前景的CO2负排放技术。本文利用50 kW循环流化床富氧燃烧试验系统,在O2/CO2气氛分别进行了棉杆/无烟煤、棉杆/烟煤和棉杆/褐煤燃烧试验,得到了燃烧温度、燃烧气氛、进口氧气浓度、生物质掺混比和过量氧气系数等试验操作参数对循环流化床富氧燃烧过程中污染物生成机理和成灰特性的影响。在O2/模拟再循环烟气(RFG)气氛下,研究了再循环烟气微量成分对富氧燃烧过程中污染物生成机理的影响,并验证了再循环CO、NO和SO2对污染物生成是否具有协同作用。形成结论如下:与空气气氛相比,21%O2/79%CO2气氛下,生物质/煤燃烧过程中,NO排放量、N2O排放量、燃料N转化率以及SO2排放量均较低。O2/CO2气氛下,生物质/煤燃烧过程中,随着燃烧温度的升高,NO和SO2排放量均升高,而N2O排放量降低;与煤粉单独燃烧相比,生物质/煤燃烧过程中,燃料N转化率和SO2排放量较低,表明煤中掺混生物质可以减少污染物排放;随着生物质掺混比升高,燃料N转化率不断降低,SO2排放量不断降低;随着进口氧气浓度的增大,NO和SO2排放量均升高;随着过量氧气系数的升高,NO、N2O和SO2排放量均升高。O2/模拟再循环烟气气氛下,试验范围内再循环CO对污染物的生成和排放没有影响;随着再循环NO浓度升高,N2O和NO排放升高,而CO排放降低,NO还原率维持在80%左右而不随再循环NO浓度变化而变化;随着再循环SO2浓度的升高,SO2排放、CO排放和SO2固定率升高,NO排放降低;与CO、NO和SO2单一组分分别再循环时相比,相同浓度的再循环CO/NO/SO2组合对污染物的生成具有协同效应,能够更好地降低NO和SO2的排放。O2/CO2气氛下,随着燃烧温度、进口氧气浓度和生物质掺混比的升高,飞灰的中位粒径向粒径较小的方向移动,亚微粒径细灰的份额越来越高,飞灰中K和Na含量也升高;21%02/79%CO2气氛下飞灰的中位粒径和亚微粒径份额高于空气气氛;各工况飞灰中主要矿物质为SiO2、CaSO4、3Al2O3(2SiO2,但是含量存在差别,飞灰中的K主要以KAlSi2O6形式存在;O2/CO2气氛下,直接脱硫和间接脱硫反应同时发生,常规空气燃烧,只发生了间接脱硫反应。