维多利亚褐煤利用过程中氮转化机理研究进展

作者：何海军

来源：煤质技术, 2023, 38(01): 55-64.

• 褐煤
• 氮
• 转化机理
• 热解
• 燃烧
• 气化
• NOx前驱体
• 吡咯类氮

褐煤是重要的煤炭资源，褐煤利用过程中氮的转化会生成NOx及其前驱体从而导致环境污染，研究褐煤利用过程中氮的转化机理可为解决由煤中氮可能引起的环境问题提供基础技术支撑。结合维多利亚典型褐煤的基础煤质分析，概述其褐煤中氮的含量及存在形式，从热解、燃烧和气化3个方面简述褐煤利用过程中氮的转化机理，并重点从煤中氮向挥发分-N和半焦-N的转化、挥发分-N的热裂解转化、半焦-N的热裂解转化等方面剖析热解过程中氮的转化机理。综合分析褐煤中氮的转化研究可知，煤中氮的主要存在形式为吡咯类氮，其次为吡啶类氮，另外还有少量的季氮和胺类氮；褐煤在较低的热解温度下热解时，氮相对富集在半焦中，N2、焦油-N、HCN和NH3等挥发分-N占煤中总氮的比例低于30%;焦油-N的热解主要含氮产物为HCN,NH3仅占到不足10%的焦油-N;半焦-N热解的主要产物包括HCN、NH3和N2;加氢热解时，NH3是主要的含氮气体，主要来自于半焦-N。褐煤在富氧条件下燃烧时，煤中氮主要转化为NO,其次转化为N2;褐煤在贫氧条件下燃烧时，煤中氮主要转化为N2,其次转化为NO;褐煤与CO2气化时，N2是最主要的含氮气体产物；褐煤与水蒸气气化时，NH3是最主要的含氮气体产物。

• 单位
  煤炭科学技术研究院有限公司