高压O2／CO2气氛下煤焦理论计算研究

– 9 –《装备维修技术》2020年第2期（总第176期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.02.003CO 2/O 2气氛下煤粉富氧燃烧特性研究梁亚飞（华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州　310030）摘要： 近年来，燃煤电厂受到的减排压力越来越大，为了有效控制二氧化碳的排放量，采取科学的技术措施成为电厂及技术研究人员关注的重要内容。

本文围绕CO 2/O 2气氛下煤粉富氧燃烧的议题进行了探讨，分别从煤粉燃烧的特性和燃烧的产物、煤粉燃烧过程中的化学反应动力学方面进行了分析，供相关人士参考。

关键词： 煤粉燃烧；特性；富氧燃烧；燃烧反应动力学引言关于煤粉富氧燃烧最初的方法是利用烟气再循环来提高燃烧效率，控制二氧化碳的排放。

后来随着该技术的发展，研究集中如何实现更高的燃烧效率和环保目标。

本文从煤粉富氧燃烧特性的实验室研究方面进行论述，希望给技术中试和大规模工业化运用提供一些参考和启发。

1. 实验仪器及实验工况主要实验仪器：高温型微机热天平（量程为1~200mg ，坩埚容积为0.06mL ，天平工作温度最高可达1400℃，温度升高速率最高为20℃/min ）；便携式红外气体分析仪（0~100%二氧化碳的光谱库）实验工况：以纯碳粉做对照，分别对煤焦、纯碳粉、煤粉进行热称量，其中煤焦样品和煤粉样品质量为10mg ，升温速度为20℃/min ，最高温度至1200℃；纯碳粉样品质量为10mg ，升温速度为20℃/min ，最高温度至1400℃。

样品在加热的过程中，高纯度的二氧化碳、氧气以及氮气进行配比然后以混合气体的形式作为反应载体进入到热天平中。

在不同的燃烧气体情况下，每种样品设计三种其他混合配比，分别如下：Q 2/N 2=1：9、Q 2/N 2=2：9、Q 2/N 2=3：9；Q 2/CO 2=1：9、Q 2/CO 2=2：9、Q 2/CO 2=3：9。

每种样品对应的工况为6种。

第32卷，总第188期2014年11月，第6期《节能技术》ENEＲGY CONSEＲVATION TECHNOLOGY Vol.32，Sum.No.188Nov.2014，No.6O 2/CO 2条件下生物质焦和煤焦燃烧动力学特性樊孝华，米翠丽，安国银，魏刚，张勇胜（国网河北省电力公司电力科学研究院，河北石家庄050021）摘要：为得到富氧条件下生物质焦和煤焦的燃烧动力学特性规律，利用热重研究了麦秆焦，木屑焦以及烟煤焦在富氧气条件下的燃烧特性。

实验结果表明：无论是生物质焦还是煤焦，相同的O 2浓度下，O 2/CO 2气氛下焦样的着火相对于O 2/N 2气氛均发生了延迟，燃烧特性指数也均低于O 2/N 2气氛下对应值；在O 2/CO 2气氛和O 2/N 2气氛下，随着O 2浓度的增加，焦样的着火温度均降低，燃烧特性指数增大，且提高O 2浓度对煤焦着火的改善程度显著优于木屑焦。

关键词：生物质焦；TG 热分析；O 2/CO 2燃烧；燃烧特性；动力学机理中图分类号：TK16文献标识码：A文章编号：1002－6339（2014）06－0496－04Kinetics Investigation on the Combustion of Bio －charand Coal －char in the Atmosphere of O 2/CO 2FAN Xiao －hua ，MI Cui －li ，AN Guo －yin ，WEI Gang ，ZHANY Yong －sheng （Hebei Electric Power Ｒesearch Institute ，Shijiazhuang 050021，China ）Abstract ：The characteristics of oxy －fuel combustion of wood －char ，straw －char and coal －char were carried out using thermo gravimetry （TG ），and the kinetics characteristics of bio －char and coal －char during oxygen combustion was investigated．The TG experiments results show that ，compared to O 2/N 2at-mosphere ，in the same O 2concentration ，ignition of bio －char and coal －char were all delayed and the combustibility index was lower than that in O 2/N 2atmosphere．With the increasing of O 2concentration ，the ignition temperatures of bio －char were lower and the combustibility index increased both in O 2/CO 2and O 2/N 2atmosphere．Besides ，it is easier for coal －char than bio －char to improve the ignition behav-ior by increasing the O 2concentration．Key words ：bio －char ；TG thermal analysis ；O 2/CO 2；combustion characteristics ；kinetic 收稿日期2014－03－04修订稿日期2014－05－04作者简介：樊孝华（1985 ），男，硕士，工程师，主要从事电站煤粉锅炉掺烧生物质技术及锅炉安全经济运行技术研究。

O2CO2气氛下煤粉燃烧特性及性能研究的开题报告
研究背景：
煤炭是人类主要的能源资源之一，但其燃烧排放的二氧化碳、氮氧
化物和颗粒物等大气污染物严重危害人类健康和环境质量。

为解决这一
问题，煤粉燃烧技术被广泛应用，但其燃烧过程中仍然存在着许多问题，如煤粉燃烧稳定性不佳、NOx排放量高等。

相比之下，采用O2/CO2混
合气体替代空气作为煤粉燃烧气氛，可以显著提高煤粉燃烧稳定性、降
低NOx排放和CO2排放，具有广阔的应用前景。

研究内容与方法：
本研究将在高温炉内对O2/CO2气氛下的煤粉燃烧进行实验研究，
重点关注以下几个方面：(1) O2/CO2气氛下煤粉燃烧的热力学特性研究；
(2) O2/CO2气氛下煤粉燃烧的NOx生成机理研究；(3) 研究不同气氛下
煤粉燃烧的稳定性和热效率，并与传统空气气氛燃烧进行对比分析。

研究意义：
通过对O2/CO2气氛下煤粉燃烧的特性和性能研究，可以为提高煤
粉燃烧效率、降低大气污染物排放、减少化石能源消耗做出贡献。

同时，研究结果对于煤粉燃烧工业的应用和改进具有重要指导意义。

研究预期成果：
(1) 揭示了O2/CO2气氛下煤粉燃烧的热力学特性，为煤粉燃烧工艺的优化提供了依据；(2) 揭示了O2/CO2气氛下煤粉燃烧的NOx生成机理，为煤粉燃烧过程中大气污染物的控制提供了理论指导；(3) 对比分析了不同气氛下煤粉燃烧的性能，为实现煤粉燃烧技术的可持续发展提供了技
术支持。

O_2/CO_2气氛下煤粉恒温燃烧及NOx释放特性研究煤炭是重要的化石能源,很久以来煤炭在人类能源结构中占据了十分重要的地位。

根据目前的能源结构,煤炭在我国能源消费主要地位在最近一段时间将不会发生改变。

在煤炭开采过程中以及煤粉燃烧过程中都会对环境造成污染,尤其在煤粉燃烧过程中产生SO₂、NOx等污染物容易造成酸雨、温室效应等环境问题。

因此,煤炭燃烧特性及污染物释放特性的研究,对高效、环保的利用煤炭资源提供了一定的指导意义。

首先,本文利用恒温热重-燃烧污染物在线监测系统对O₂/CO₂气氛下煤粉燃烧动力学进行测量,提出了一种基于煤质参数的新判定方法,以此表征恒温下混煤燃烧特性。

通过引入煤质判定指数F_Z作为煤质参数的综合反映,定义燃烧判定指数D₁、D₂、S作为燃烧特性的定量表征,并根据两者关系绘制判定指数曲线,寻找O2/CO2气氛,不同工况下F_Z对D₁、D₂、S的影响规律。

结果表明:F_Z能够包含主要煤质参数,D₁、D₂、S能定量表示不同阶段的燃烧特性;当温度/氧气浓度改变时,曲线D₁、D₂、S斜率能准确反映不同阶段混煤燃烧特性受煤质的影响程度。

通过恒温燃烧热重实验台,结合利用新判定方法,分析不同工况条件下,煤质变化对混煤燃烧特性的影响,规律,并验证了新判定方法的可靠性。

O2CO2气氛下水蒸气对煤焦燃烧及石灰石脱硫的影
响机理的开题报告
题目：O2/CO2气氛下水蒸气对煤焦燃烧及石灰石脱硫的影响机理研究
研究背景：
煤炭资源的开采和利用一直是人类经济发展的重要支撑。

然而，煤
炭的高碳排放和能源危机对环境和社会产生极大的压力和影响。

因此，
研究优化煤焦燃烧过程及脱硫技术是当今社会和环境领域的重要课题。

研究目的：
本研究旨在探索O2/CO2混合气氛下水蒸气对煤焦燃烧及石灰石脱
硫的影响机理，为煤炭清洁化利用提供新的理论和实践指导。

研究内容：
1. 综述煤焦燃烧及石灰石脱硫技术的现状和发展趋势；
2. 建立O2/CO2气氛下煤焦燃烧及石灰石脱硫实验系统；
3. 研究水蒸气对煤焦燃烧的影响机理，探究其作用机制；
4. 研究水蒸气对石灰石脱硫的影响机理，探究其作用机制；
5. 分析实验数据，总结结果，得出结论，并提出进一步的研究建议。

研究意义：
本研究将为煤焦燃烧及石灰石脱硫技术的改进和优化提供新的理论
和实践基础。

同时，本研究还将为解决能源和环境问题提供参考和指导。

O2CO2气氛下煤粉加压燃烧特性研究的开题报告题目：O2/CO2气氛下煤粉加压燃烧特性研究一、研究背景随着全球能源需求的不断增长，煤炭仍然是主要的能源来源之一。

煤炭的高效利用是目前能源领域的研究热点之一。

煤粉燃烧技术被广泛应用于锅炉、发电厂等行业中，其燃烧反应产生的高温和高压气体可以用于发电和供热等领域。

O2/CO2混合气体是一种新型的燃烧气体，其中氧气替代了空气中大部分的氮气，使得燃烧过程中的氮氧化物和二氧化碳等有害物质的排放量大大降低，对环境保护有重要意义。

此外，使用O2/CO2混合气体的燃烧过程能够有更高效的能量利用率，具有减少燃料消耗和成本的优势。

然而，O2/CO2气氛下烟煤粉的燃烧特性仍未被深入地研究。

特别是加压燃烧的影响尚未得到完善的解释。

因此，本研究旨在研究O2/CO2气氛下煤粉的加压燃烧特性，以期为优化煤粉燃烧技术提供理论基础。

二、研究目的和意义1. 控制加压条件，实验研究O2/CO2混合气氛下煤粉的燃烧特性，包括点火延迟时间、燃烧温度和燃烧速率等。

2. 探讨O2/CO2混合气体和N2气氛下煤粉燃烧的异同点，分析煤粉燃烧过程中的化学反应机理。

3. 探究压力、氧气流量和煤粉粒度等因素对煤粉燃烧特性的影响。

4. 提高煤粉燃烧工艺的科学化水平，为相关企业和行业提供技术支持。

三、研究内容和方法1. 实验室条件下，采用自制的煤粉燃烧试验装置，选择一定粒度的三种不同煤样进行燃烧实验，分别在O2/CO2和N2气氛下进行，压力范围从0.1~1MPa。

2. 采用数据记录仪、高速摄像机、红外热像仪等仪器对实验过程中参数和反应情况进行记录和研究。

3. 利用热重分析仪和扫描电镜等仪器，对实验后的煤样进行分析和表征，分析煤粉燃烧的机理和热力学特性。

四、预期结果和实际应用1. 实验结果能够明确O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性，比较不同压力、气氛和煤粉粒度等因素对煤粉燃烧特性的影响，为煤粉燃烧技术的改进提供参考依据。

O2CO2气氛下燃煤NOx生成与还原机理研究的开
题报告
1. 研究背景
NOx是空气污染物中一种重要的成分，它的生成对于环境和人体健康都具有重要影响。

燃煤是NOx生成的主要来源之一，在空气中燃烧时生成NOx。

然而，燃烧的环境和条件对NOx生成影响很大。

2. 研究目的
本研究旨在探究O2CO2气氛下燃煤NOx生成的机理，并研究如何通过还原机理减少NOx的生成。

3. 研究方法
本研究将采用实验研究的方法，通过设计不同条件下的燃煤实验，分析不同气氛条件下NOx生成和还原机理，并对实验结果进行分析和统计。

4. 研究内容
本研究将围绕以下几个方面展开：
（1）燃煤NOx生成机理的探究；
（2）O2CO2气氛下燃煤NOx生成的实验设计与数据统计；
（3）O2CO2气氛下NOx生成机理的初步分析；
（4）NOx还原机理的研究及实验验证。

5. 研究意义
通过本研究的实验和分析，可以更好地了解燃煤NOx生成的机理，探究O2CO2气氛对于NOx生成的影响，为减少NOx排放提供理论基础和实验依据，具有重要的实际应用价值。