混煤热解过程中的氮析出特性研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sue001002
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现在,火电厂大部分采用混煤燃烧,煤的热解是煤炭燃烧的一个重要中间过程,煤在热解过程中会因氮元素的析出而产生HCN和NH3,这两种含氮化合物在燃烧过程中会被氧化为NOx污染环境。因此对混煤热解过程中的氮析出特性进行研究,对于实现煤的清洁利用具有重大意义。本文选取四十种电厂入炉混煤作为实验煤样,将煤质分析中的C、H、N、S、O、M、A、V和FC九种成分作为煤质变量指标。使用以热重分析仪作为主要设备的热解实验系统,设置了两种实验方案,方案一为在相同的热解条件下对四十种煤样进行实验,以探究煤质对氮析出的影响;方案二为在不同煤样粒径、气体流量、升温速率、终止温度和停留时间这五种不同热解条件下进行实验,以探究热解条件对氮析出的影响。实验方案二的结果显示,在本文所设置的热解条件参数范围内,煤样粒径越大、气体流量越小、升温速率越慢、终止温度越低、停留时间越短,混煤热解氮析出份额越少。根据实验方案一的结果得知煤质对氮析出的影响非常复杂,是多种煤质成分共同影响的结果。根据实验数据制成的散点图,可以看出氮析出份额与煤质指标之间存在线性关系,数据之间的相关分析也显示,九种煤质指标与氮析出份额之间均呈现一定的相关性,满足回归分析的建模条件。在此基础上,利用多元线性回归、逐步回归、主成分分析、偏最小二乘回归和支持向量回归五种数据挖掘算法对实验数据进行回归分析,以探究煤质对热解氮析出的影响规律,建立了五种氮析出模型,这五种模型对实验数据的拟合程度分别为65.3%,72.8%,73.7%,82.1%和95.87%。其中支持向量回归模型对实验数据的拟合程度最高,误差最小,并使用三种煤样对支持向量回归模型进行了检验,经验证能很好地预测氮析出情况。基于支持向量回归模型,可以根据煤质对氮析出情况进行预测,根据预测结果调整混煤的煤质成分含量,使煤质处在氮析出较少的状态;在热解过程中,可以根据热解条件对氮析出的影响规律,调整炉内的热解工况,以减少氮的析出,这对实现燃煤电厂低污染燃烧具有指导意义。
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