张秀霞， 林日亿， 杨德伟

(中国石油大学(华东) 能源与动力工程系， 山东 青岛 266580)

0 引 言

氮氧化物(NOx)会导致酸雨、光化学烟雾等环境问题，燃煤锅炉是我国NOx排放的重要来源，2015年我国工业行业NOx排放量869万t，火电NOx排放497.6万t，占比57%[1]。燃料型NOx是燃煤过程中NOx生成的主要贡献者。燃料型NOx是通过煤中挥发分氮的氧化和残留焦炭氮的氧化生成的。与焦炭燃烧相比，挥发分的气化、着火和停留时间都非常短，煤粉燃料氮的同相和异相反应路径的相互作用不会太大，因此可将挥发分的燃烧和焦炭的燃烧分开来研究。不同的氧化过程有不同的NOx生成机理，每一个生成机理都需要有不同的控制方法。挥发分生成的NOx可通过对空气-燃料混合进行合理调配得以控制，现已取得了良好的效果并发展出多种NOx控制技术。相比之下，焦炭异相氧化生成的NOx仍未得到有效控制，其反应机理仍不明确。在采用低NOx燃烧器后，燃煤电站锅炉所排放NOx中60%以上是由焦炭氮转化而来的[2-4]。这使得众多学者致力于研究焦炭氮氧化过程中所发生的一系列反应及其机理，以及不同反应气氛和参数对焦炭氮向NOx转化的影响[5-12]。

本文选用伊敏褐煤焦作为试验焦样，在水平管式炉中研究了温度、氧浓度、粒径、水汽添加量等因素对煤焦燃烧过程中焦炭氮向NO转化的影响。

1 试验设备与试验方法

试验所用煤焦为伊敏褐煤在850 ℃、Ar惰性气氛下热解30 min后，继续在热解炉冷端、Ar气氛下冷却至室温制备而成。分别制备了>100目、100～150目、150～200目和200～325目4个不同等级粒径的焦炭用于试验。伊……