姜建勛JIANG Jian-xun

（長沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程系，長沙 410131）

（Department of Power Engineering，Changsha Electric Power Technical College，Changsha 410131，China）

0 引言

生物質(zhì)與煤混合燃燒是一種綜合利用生物質(zhì)能和煤炭資源的一種有效方式，煤與生物質(zhì)混合進(jìn)入CFB 鍋爐燃燒有利于增加CFB 鍋爐的熱效率；減少煤的消耗量；降低NOX的排放。

NOX的排放對于燃燒生物質(zhì)和無煙煤的CFB 鍋爐來說，就是燃料燃燒過程中產(chǎn)生的燃料型NO 的最主要的生成量。當(dāng)燃燒溫度在850-900℃，對于CFB 鍋爐來說，煤燃燒生成的NOX中，其中90%以上的屬于NO，而NO2占到5%～10%，對于N2O 來說，只占l%左右。通過試驗研究，燃燒溫度達(dá)到900～1200℃時，生物質(zhì)與煤混合燃燒試樣燃燒不具備生成熱力型NOX的條件，只能生成燃料型NO：和快速型NOX，其中主要是燃料型NO：（即NO），因此本文主要研究生物質(zhì)與煤混合在CFB 鍋爐中燃燒時NO 排放特性。

1 煤與生物質(zhì)燃燒時對NO 的排放特征

根據(jù)實驗條件，將CFB 鍋爐的爐膛溫度控制在900℃以下時，分別加熱煤、生物質(zhì)和他們的混合物，并記錄他們加熱時NO 的排放特征，通過歸納整理，并繪制成曲線圖，根據(jù)實驗結(jié)果，進(jìn)行單獨燃燒時，通過分析NO 排放特征曲線，可以看出單一的煤進(jìn)行燃燒時，無煙煤的NO 釋放曲線均形成較平一，同時形成一個NO 釋放峰；燃燒單一生物質(zhì)時，酒糟的NO 釋放在一定程度上呈現(xiàn)明顯的雙峰結(jié)構(gòu)，對于糠醛渣來說，NO 釋放不均勻，但是，總體上呈現(xiàn)雙峰趨勢，其余生物質(zhì)都是一個NO 釋放峰，與煤相比，釋放時間較短，并且主要集中在燃燒前期?？偟膩碚f，在揮發(fā)分的析出與著火的燃燒前期階段主要生成NO。由于煤的揮發(fā)分較低，灰分較高，因此氮析出較為平緩，并且前期的峰值較??；對于生物質(zhì)來說，由于揮發(fā)分較高，灰分較低，燃燒強(qiáng)度大，所以，燃料NO 的排放通常情況下集中在燃燒的前期，所需要的時間較短。

對NO 的排放特征釋放曲線進(jìn)行積分，可得各種試樣的NO 釋放積分值，通過計算轉(zhuǎn)化率，并將NO 釋放轉(zhuǎn)化率結(jié)果繪制成曲線圖，可以看到，單一煤和生物質(zhì)樣品的NO 排放總量則與樣品自身含氮量無明顯的規(guī)律性。

對于不同的試樣來說，煤和生物質(zhì)的NO 轉(zhuǎn)化率總體趨勢隨著樣品中含氮量的增大而減小。與試樣中氮含量理論計算出的NO 理論排放量相比，在燃燒過程中，實際上煤和生物質(zhì)排放出的NO 量要小。其原因主要是試樣中的氮沒有全部轉(zhuǎn)化為NO，還有一部分轉(zhuǎn)化成N2。

2 生物質(zhì)在煤中不同摻混比例對NO 排放的影響

對于生物質(zhì)混無煙煤在CFB 鍋爐燃燒過程中NO 排放規(guī)律，將CFB 鍋爐爐膛溫度控制在900℃以下，通過對無煙煤與瓜子皮、甘蔗渣、糠醛渣、酒糟、梧桐木和玉米芯混燒時NO 排放特性進(jìn)行研究分析，同時繪制成相應(yīng)的曲線。根據(jù)實驗結(jié)果可以看出，NO 排放隨著生物質(zhì)加入比例的增大，對于大部分生物質(zhì)混煤來說，NO 釋放峰均由一個平坦的變?yōu)閮蓚€，并且在一定程度上第一個NO 釋放峰有增大趨勢，進(jìn)而充分說明NO 的釋放是交錯進(jìn)行的，且各組分之間對生成NO 的過程產(chǎn)生相互作用和影響；NO 釋放因加入生物質(zhì)而提前，釋放所用時間縮短，NO 排放基本完畢的時間隨著生物質(zhì)加入比例的增大逐漸變短。

通過對NO 排放各釋放曲線進(jìn)行積分處理，進(jìn)而在一定程度上得到無煙煤混燒生物質(zhì)的NO 釋放積分值，同時求得NO 的轉(zhuǎn)化率?？梢钥闯?，在總體上，NO 排放總量隨著加入生物質(zhì)比例的不斷增大出現(xiàn)減少的趨勢；NO 排放總量隨著酒糟加入比例的增大出現(xiàn)先增大后減小的趨勢，通常情況下，這是由于酒糟自身含氮量和揮發(fā)分釋放產(chǎn)生的還原氣體在相互作用下造成的?？傮w來說，含氮量發(fā)揮了重要作用。

3 結(jié)論

無煙煤單一煤燃燒時，形成較平坦的一個NO 釋放峰；單一生物質(zhì)燃燒時，除酒糟和糠醛渣外，生物質(zhì)皆為一個NO 釋放峰，對于酒糟來說，NO 釋放明顯呈雙峰結(jié)構(gòu)，糠醛渣的NO 釋放不均勻，但是，在總體上還是呈現(xiàn)雙峰趨勢；與無煙煤相比，在時間方面，生物質(zhì)的NO 釋放比較短，主要集中在燃燒的前期。單獨燃燒煤和生物質(zhì)時，煤和生物質(zhì)的NO 轉(zhuǎn)化率隨著樣品含氮量的增大其總體呈減小趨勢，與樣品自身含氮量相比，NO 排放總量無明顯的規(guī)律性。當(dāng)生物質(zhì)與無煙煤進(jìn)行混合燃燒時，生物質(zhì)的加入在一定程度上使得NO 釋放提前，釋放時間縮短，NO 排放時間隨著生物質(zhì)比例的增大越來越短。除酒糟外，隨著生物質(zhì)比例的增大，NO 排放總量呈下降趨勢，而對于含氮量大于煤的酒糟，NO 排放總量則是先增大，后減小。

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