典型高碱煤灰对氨煤混燃中氨氧化反应特性的影响

氨能作为一种零碳燃料,取代部分煤炭混燃可有效降低电厂原有污染物排放,促进燃煤电厂向煤氨混燃电厂的转型。但由于氨能中含氮量过高,导致NOx排放问题备受关注。在复杂的氨煤混燃过程中,有必要探索NOx排放与煤灰之间存在的关联性。燃煤电厂中高碱煤作为一类开发应用前景广阔的煤种,其中高含量的金属氧化物对氨氧化反应的排放特性却鲜有研究。为探讨氨煤混燃过程中不同种类高碱煤灰对氨氧化反应排放特性的影响,通过搭建立式管式炉氨氧化反应试验平台进行变工况分析,对比不同温度下各类煤灰表面NH3转化率及NO生成率两大指标,从试验结果和反应机理2个层面阐述了煤灰中各类金属氧化物对氨氧化反应排放特性的影响。结果表明:煤灰中主要金属氧化物CaO、MgO及Al2O3可促进氨煤混燃过程中煤灰表面气固氨氧化反应的进行,提高NH3转化率。400~600℃,煤灰对NH3转化率的促进作用依次为:HM-2>HM-1>CJ>AKS>EERDS,与煤灰中CaO含量由高到低的排列顺序对应,与MgO排序基本吻合。且这3类金属氧化物均可促进NH3向NO定向转化,以CaO催化效果最显著,其中,Ca含量最高的HM-2对NO生成的选择性相较于空白组而言可提高67.86%。CaO和MgO可促进NH3和NO在催化剂表面氧化,有利于N2O快速产生,使N2O生成温度提前,而Na2O和Fe2O3的存在则抑制NH3氧化,促进NH3还原NO。

朱生刚(1972—),男,青海湟源人,高级经济师,硕士。E-mail:zhshgh@aliyun.com

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朱生刚,姚鑫,崔立明,等.典型高碱煤灰对氨煤混燃中氨氧化反应特性的影响[J].洁净煤技术,2024,30(5):65-71.

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