邓立华,白孟龙,孙绍增,2,赵义军,2,冯冬冬,2

(1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.燃煤污染物减排国家工程实验室，黑龙江 哈尔滨 150001)

为实现2060碳中和的目标，富氧燃烧技术作为碳捕集和封存(CCS)的代表性技术之一受到广泛关注，与传统燃烧方式相比，使用纯O和再循环烟气的混合物代替空气作为氧化剂能产生高体积分数的CO(CO体积分数>90%)，有利于CO的分离。SALVADOR等提出将O/HO燃烧作为第3代燃烧技术，相比于空气燃烧或O/CO燃烧，O/HO燃烧技术使用水蒸气代替循环烟气调节火焰温度，避免了烟气再循环系统，降低了烟气回收能耗，同时减少空气泄露，与第2代技术相比，耗能大幅度降低，且减少NO和SO的生成。

笔者基于SUN提出的煤基固体燃料-氧-水蒸气燃烧近零排放发电系统(OCCSS)，原煤经过预处理(去矿物质，即脱灰)得到超净煤，在纯氧混合水蒸气条件下燃烧，将逐级喷入燃烧室内的水直接加热成高温高压混合气体(最终水蒸气体积分数在90%左右，其余以CO为主)，推动先进的透平做功，排气冷凝后得到液态水和高浓度CO，实现CO低成本捕集。采用脱灰煤的同时还可以实现燃烧前脱除杂质和污染物。在O/HO气氛中，HO(g)与CO不同的物理化学性质(扩散率、热容、反应性)使焦炭在燃烧过程中表现出不同的燃烧特性。O/HO气氛下，O体积分数影响合成气燃烧过程，增加O体积分数，可促进其燃烧速率和CO的燃尽，并升高燃烧火焰温度。HO(g)气氛中褐煤焦炭的反应速率、活化能、火焰和颗粒温度与CO气氛中不同，随气体体积分数变化而变化，表明焦炭燃烧气氛的种类和体积分数对燃烧过程有显著影响，从而影响焦炭的燃烧特性。Z……