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1、IndustrialFurnaceVol.26No.2Mar.2004文章编号:1001-6988(2004)0220014204煤粉燃烧技术新发展概述张海飞,张薇(南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009)摘要:煤粉燃烧需要解决的主要问题是提高燃烧效率和降低污染,对这两大问题的研究进展进行了概述。主要介绍了催化燃烧、脉动燃烧、高温空气燃烧、低NOx燃烧技术的工作原理及研究成果。关键词:催化燃烧;脉动燃烧;低污染;NOx中图分类号:TQ534文献标识码:BReviewonNewDevelopementofPulverizedCoal
2、CombustionTechnologyZHANGHai2fei,ZHANGWei(MaterialScienceandEngineeringCollege,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abstract:Themainproblemsofpulverizedcoalcombustionaretoimproveefficiencyofcombustionandtode2creasepollution.Latestdevelopmentoftheseaspectsresea
3、rchisgeneralizedinthispaper.Researchproductionofcatalyticcombustion,pulsatingcombustion,hightemperatureaircombustionandlowNOxcombustiontechnology,ismainlyintroduced.Keywords:catalyticcombustion;pulsatingcombustion;lowpollution;NOx0前言1催化燃烧目前煤粉燃烧的利用率低,不完全燃烧损耗和煤的催化燃烧是指在煤中加入适当
4、的催化剂,污染严重。煤粉燃烧效率的提高与污染物排放的降如碱金属盐和碱土金属盐(K2CO3、Na2CO3、CaCO3),低是煤粉燃烧需要解决的两大问题。人们一直在不过渡金属化合物(CuO、ZnCl2、CuSO4、ZnO)等,使煤的断的探索和研究,寻找提高燃烧效率和降低NOx、燃烧状况改变,使火焰稳定,并提高效率。催化燃烧SOx、COx排放的方法。尽管目前采用了各种新型的是一种很有前途的燃烧方式,国内外都对此进行了燃烧方式,包括热回流技术、高浓度煤粉燃烧、有限系统的研究。美国的Bindim、AlamM.M.、InraK.研空间内初期燃烧强化等等
5、,但仍未令人满意。近些究了催化对煤的气化和燃烧速率的影响等燃烧特年又出现了新的高效燃烧方案,如催化燃烧、脉动燃性;国内徐谷衡对煤催化燃烧机理及应用进行了较烧、高温空气燃烧、低NOx燃烧技术、CO2再循环技为系统的研究;谭志诚等人用热重法研究了煤催化[1,2]术等。本文对它们的工作原理及研究状况做一剂的催化助燃效果及作用机理。概述。文献[1]在进行催化燃烧机理的研究时,对添加催化剂(K2CO3、Na2CO3)后煤热解活化能进行了实收稿日期:2003-11-12;修回日期:2004-02-29测,发现催化剂使热解的活化能降低。活化能降低作者简介
6、:张海飞(1976—),男,南京工业大学材料科学与工程学院硕士研究生,主要从事煤粉燃烧特性方面的研究.将有利于煤的热解,提高挥发分的产量,并改变了挥14《工业炉》第26卷第2期2004年3月发分的组分,使H2的含量提高。的研究可追溯到1977年,ByronHiggns首次报道了文献[2]用热重法研究了煤燃烧添加剂对南票燃烧振荡现象。1900年第一台脉动燃烧装置出台。煤的助燃效果。图1为南票煤和含5%催化剂BJ后来一度中断研究,上世纪70年代末,由于能源危(主要成分是碱金属和碱土金属的氧化物及其盐类)机,脉动燃烧又开始引起兴趣。80年代进入实
7、用开的南票煤的TG(失重)和DTG(热重微分曲线,即对发阶段。美国在这方面已经取得商业价值。我国的TG曲线一次微分)曲线,图2为两者的燃烧失重率北京航空航天大学和同济大学分别于1985年和随时间的变化曲线。由图可以看到,添加5%催化1987年开始这方面的研究。剂的南票煤与南票煤相比,其峰顶温度约下降802.1脉动燃烧的工作原理K;在相同时间(25min)内,其燃烧失重率从29%增脉动燃烧器可以燃烧气体、液体和固体燃料(煤加到36%,增加率约为22%。由此可见,煤燃烧添粉)。煤粉可以直接喷入燃烧室,也可随空气进入燃加剂对南票煤有明显的助燃效果
8、。烧室。脉动燃烧器的工作和循环过程由以下4个基本过程组成,见图3。图3脉动燃烧器工作循环示意图图1南票煤和含5%催化剂的南票煤的TG和DTG曲线(1)点火燃烧过程。煤粉进入燃烧室
