程晓磊

（1.煤科院节能技术有限公司，北京 100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013；3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室，北京 100013）

0 引 言

我国新能源行业发展日益迅速，但能源结构特点决定了化石能源尤其是煤炭资源仍是我国能源行业的基础支柱。 到2035 年，中国基础能源消费中煤炭占比仍将接近45%［1］。 在国家对节能环保要求不断提高的背景下，超低排放、近零排放使环保设备的投资逐渐攀升，严重制约了煤粉锅炉系统的推广和应用［2］。 煤粉燃烧过程生成的NOx可通过低氮燃烧技术从源头降低，其关键要保证燃烧初期处于还原性气氛，抑制NOx的生成并还原部分已生成的NOx。 富氧燃烧（Oxy-Fuel Combustion）是新型低氮燃烧技术，使用氧体积分数（如无特殊说明，下文中气体浓度均指体积分数）比空气高的气体燃烧，结合烟气再循环技术，使烟气中高浓度CO2与富氧或纯氧空气混合。 富氧燃烧技术在常规电站锅炉［3-4］和循环流化床［5-6］上均有应用。 单纯富氧燃烧并不能 降 低 NOx排 放。 ERIC 等［7］、 FAN 等［8-9］、SHADDIX 等［10］研究表明，煤粉燃烧全过程采用富氧方式，无论富氧（氧体积分数21%～30%）还是纯氧燃烧，均会提高煤粉燃烧产生的NOx总量，NOx排放量最大增幅在30%左右。 这是因为，虽然富氧条件下烟气中N2浓度减少，热力型NOx降低；但由于单纯富氧燃烧时煤粉处于氧化气氛，富氧气氛会提高挥发分N 的析出，挥发分N 的转化为NOx的比例比焦炭N 转化比例高，导致总体燃料N 的转化率明显增加。

富氧燃烧……