论文部分内容阅读
煤炭是目前我国主要利用的化石燃料,基于煤在利用过程中产生的烟气中含有大量的CO2等温室气体,采用全氧燃烧技术可以解决CO2的分离捕集的困难,进而解决其排放问题。在燃烧过程中,煤中碱金属和碱土金属(alkali and alkaline earth metals, AAEM)的逸出会对设备造成腐蚀和积灰结渣,由于全氧燃烧条件下气氛条件的变化使得煤燃烧特性发生变化,从而影响到其中碱金属和碱土金属的迁移,因此需要研究全氧燃烧过程中煤中碱金属和碱土金属的释放规律。本实验主要采用滴落床反应器进行煤样的全氧燃烧,用离子色谱测定AAEM,对燃烧温度、氧气浓度、停留时间等条件以及S02和H2O气氛对AAEM的释放规律进行了系统研究。研究结果表明:在全氧燃烧过程中,随着温度的升高(500℃-850℃),煤中AAEM的释放率增大;氧气浓度增大(5%-30%)时煤的燃烧反应加快,从而使得碱金属的释放率增大。气氛中存在的S02 (7300ppm)有固定碱金属的作用,使得其释放率减小,相反水气(10%)的加入增大了煤的反应性,从而促进了碱金属的释放。SO2和水气同时存在于气氛中时AAEM的释放率高于单纯加入水气时情况,说明水气对AAEM释放率的影响占主导作用。温度、氧气浓度、SO2、H2O对碱土金属释放率的影响不大。温度和氧气浓度相同的条件下,在滴落床反应器中由于煤样与气体的反应时间较短,因此AAEM的释放率要低于固定床反应器的。随着停留时间的增大,碱金属的释放率有所增大,而碱土金属的释放率变化较小。比较不同粒径的煤颗粒燃烧的结果,表明在研究条件下,AAEM的释放受扩散控制。对比兖州烟煤、义马烟煤、锡盟褐煤、晋城无烟煤四种煤的AAEM释放率,锡盟褐煤AAEM的释放率最大,而晋城无烟煤的最小。AAE M的释放率与煤阶有关,煤阶低,AAEM的释放率高。