水溶性钠对高碱煤及模型化合物燃烧特性的影响
2021-05-14孙正威周艳玲盖安俊魏砾宏
煤炭科学技术 2021年3期
关键词:模型
孙正威,周艳玲,崔 爽,窦 浩,盖安俊,魏砾宏
(沈阳航空航天大学 能源与环境学院,辽宁 沈阳 110136)
0 引 言
我国煤炭工业发展“十三五”规划指出煤炭的主体能源地位不会变化。 国家能源需求总量仍有增长空间,煤炭作为保障能源安全的基石,仍须重视。我国新疆准东地区煤炭资源极为丰富,拥有中国乃至世界上最大的整装露天煤田[1],准东煤田资源预测探明储量超过3 900 亿t[2]。 准东高碱煤合理开发利用是解决我国煤炭资源清洁高效利用的关键共性问题,符合我国能源绿色持续发展理念的核心宗旨。 新疆准东煤属于低灰、低硫、高挥发分以及高热值烟煤。 其中准东高碱煤的碱金属钠质量分数为2.0%~10.0%(灰基),显著高于我国其他产地煤炭资源的碱金属钠含量[3]。 煤中钠的赋存形态通常分为水溶态钠(主要为NaCl)、乙酸铵溶钠、盐酸溶钠和不可溶钠4 种,准东高碱煤中水溶态钠和乙酸铵溶钠约占煤中可溶钠总量的96.6%,水溶态钠占可溶钠总量的82.0%[4]。 一方面,钠可以作为煤或焦炭气化、热解以及热解过程中氮变迁的催化剂[5-7]。 但另一方面,钠的强挥发性[8]会造成高碱煤热利用过程中的结渣、结垢和反应器腐蚀等严重问题[9-10]。 钠在煤燃烧、热解热利用、转化过程中的催化作用,已经引起了洁净煤研究工作者的关注。现有研究认为水溶态钠可以提高挥发分的产率和析出速度,同时通过增加热解气中CH4和H2比例提高热解气的热值[11-12]。 目前多数研究者认为水溶态钠可以降低着火温度和燃尽温度,同时极大限度地提高最大燃烧速率[13-14],但也有少数研究者认为水溶态钠对准东高碱煤的燃烧过程起到抑制作用[15]。……
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