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氧气浓度的变化对煤粉燃烧产生很大的影响,增加氧气浓度会降低着火热和着火温度,增加反应速度、提高火焰温度、促进完全燃烧。目前,世界上火力发电厂煤粉锅炉基本上都是用油点火或助燃,每年的耗油量是巨大的。如果可以利用富氧空气(高氧气浓度的空气)助燃煤粉、替代电厂点火用油,其经济效益将十分可观。 本文选用了从褐煤到贫煤的不同煤样,在沉降炉和热天平两种试验台上进行了煤粉的富氧燃烧试验。 在沉降炉中,着火温度随氧气浓度的增加而降低。低挥发分的贫煤对氧气浓度变化最为敏感,氧浓度由16%增加到36%,着火温度下降24%,绝对值降低147℃,而褐煤卡列那的着火温度随氧气浓度变化最小,仅下降36℃,但由于其本身的着火温度较低,所以降幅也达到12%。四种烟煤的趋势居于贫煤和褐煤之间,着火温度下降15%左右,绝对值下降60~100℃,且烟煤的着火温度在氧气浓度达到26%后,下降的速度降低。通过改变沉降炉内的煤粉浓度的实验,我们可以发现:氧气浓度增加,消弱了煤粉浓度对着火温度的影响。同样不同氧气浓度下煤粉细度对着火温度的影响很小,且基本相近。 在热天平中,不同的煤种随着氧浓度的增加最大燃烧速率对应温度TImax降低约50℃左右,下降比例在10%左右。氧气浓度增加后煤种的着火特性向好的方面转变:TG曲线左移,曲线变得更加陡峭。 本文也分析了氧气浓度增加对反应速度、燃尽率和排放的影响,得出在两种实验设备中煤粉燃烧速度与氧气浓度基本成指数关系,燃烧速度随氧浓度增加而迅速增加;氧气浓度增加对燃尽有很大的促进,尤其对于难燃的煤种,氧气浓度从21%提高到36%,燃尽率可提高11%;氧气浓度提高后并不一定增加二氧化硫和氮氧化物的排放,在过量空气系数一定的条件下,增加氧气浓度,二氧化硫和氮氧化物的生成量反而明显降低。