4种新疆煤无机特性及其对超细颗粒物生成的影响

深刻理解新疆煤的无机特性对其燃烧颗粒物生成的影响规律,对于新疆煤的清洁高效利用具有重要意义。选取五彩湾煤(WCW)、万象煤(WX)、天池煤(TC)和西黑山煤(XHS),深入研究了它们的无机特性及其与超细颗粒物生成之间的关联关系。结果表明,4种新疆煤主要为低灰、低硫褐煤;煤灰富含碱性元素,其中,Na_(2)O质量分数普遍高于常规动力煤(3.58%~7.13%),WCW和WX煤灰中CaO质量分数超过33%,但SiO_(2)和Al_(2)O_(3)质量分数较低,WX煤的高Na、高Cl特性尤为突出;煤中Na以水溶态为主(占比62.3%~90.6%),K则主要以盐酸不溶态存在,Fe以盐酸溶态和盐酸不溶态为主,而Ca、Mg在不同形态中的分布因煤种而异。新疆煤燃烧超细颗粒物组成均以Na、K、Cl、S为主,以Na_(2)O+K_(2)O+Cl+SO_(3)的质量分数高于50%为判定条件,准确界定了超细颗粒物的粒径范围。其中,WCW煤、TC煤和XHS煤的超细颗粒物具有相似的粒径范围(≤0.07μm);而水溶态Na含量最高的WX煤的超细颗粒物粒径范围更宽(≤0.76μm)。研究发现超细颗粒物的生成量y与煤中水溶态(Na+K)总量x呈高度线性正相关,关系式为y=0.528x−0.239,相关系数为0.948。

掺烧氨燃料对煤挥发分火焰特性及颗粒物生成的影响

掺烧“零碳、富氢、高氮”的氨气(NH3)燃料是实现燃煤电站CO_(2)减排的重要技术路径。为探究氨燃料的引入对煤燃烧及污染物生成行为的影响,基于McKenna平面火焰燃烧系统开展了煤掺氨燃烧实验,结合可见光相机、烟气分析仪及热泳探针取样分析系统,探究了掺烧氨燃料对煤挥发分火焰形态与温度特征、气态污染物及碳烟等细颗粒物生成的影响。研究结果表明:氨燃料先于煤着火,并加热促进煤热解及挥发分的生成与释放,促使挥发分着火燃烧,导致挥发分火焰长度和温度增加。掺烧的NH3在挥发分火焰中部分转化为NO,导致火焰中NO浓度显著升高。掺烧NH3提升了气相燃料当量比,促进了挥发分向碳烟的转化,促使碳烟颗粒生成量增加。