焦炭气化反应对煤粉空气深度分级燃烧NOx生成的影响 论文

探讨了焦炭气化反应对煤粉空气深度分级燃烧中氮氧化物（NOx）生成的影响。在深度分级燃烧技术中，燃料和空气在空间和时间上分阶段燃烧，从而在燃烧主区形成还原性气氛，这有利于降低NOx的生成。焦炭气化是一个复杂的物理化学过程，包括挥发分的释放和焦炭的氧化，这两者均对燃烧过程和污染物生成有着重要作用。研究采用滴管炉试验和数值计算相结合的方法，通过调整主燃区过量空气系数（SR），分析了焦炭气化反应对NOx排放特性的影响规律。

在实验过程中，研究人员调整了滴管炉内的过量空气系数，从1.2降至0.6，观察了不同条件下的NOx排放特性。传统模型预测深度分级燃烧还原性气氛的效果存在缺陷，而改进模型考虑了焦炭气化作用后，与实验结果较为吻合。

滴管炉试验和改进模型的计算结果表明，在深度分级工况下，主燃区由于缺氧而过渡到以焦炭气化反应为主导的燃烧状态。燃烧初期由挥发分着火，随着燃烧的进行，焦炭逐渐消耗，直至还原区结束。此过程中NOx的生成量随之增加，并在还原性气氛下出现一定程度的下降。当燃尽风加入后，由于部分未完全还原的氮中间体迅速氧化，NOx浓度出现‘反弹’。

从上述研究中，总结出以下几点知识：

1. 煤粉空气深度分级燃烧技术：通过控制燃料与空气的混合，形成还原性气氛，以降低NOx生成的技术。

2. 焦炭气化反应：在高温条件下，固体焦炭在缺氧环境中转化为气态产物的过程，对燃烧过程和污染物生成有重要影响。

3. NOx生成机理：在富氧条件下，高温是NOx生成的主要推动力；缺氧条件下的还原性气氛能够抑制NOx的生成。

4. 滴管炉试验：一种模拟实际燃烧过程的设备，提供准确的燃烧数据。

5. 数值计算模型：通过数学模型预测燃烧特性并优化设计参数。

6. 还原性气氛：低氧环境促进还原反应，抑制NOx的生成。

7. 燃尽风的作用：后期加入的空气流促进燃烧完全，导致NOx浓度的反弹。