铁助剂对长焰煤“热解-燃烧”过程中的减氮脱硝作用

作者：阎志中; 张凯霞; 刘月华; 刘守军; 杨颂^*; 杜文广

来源：煤炭学报, 2021, 46(04): 1155-1163.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.QJ20.1506

• 减氮脱硝
• 热解-燃烧
• 长焰煤
• 助剂
• 民用散烧
• 氮氧化物

煤燃烧产生大量氮氧化物(NOx)对生态环境破坏严重,而民用散煤燃烧排放的NOx是燃煤发电排放的1倍。因此,研究民用散烧NOx排放控制意义重大。基于此,提出对原煤经干馏制备民用洁净燃料,借助"热解减氮+燃烧脱硝"2步耦合机制,实现洁净燃料直接燃烧过程NOx的超低排放。具体研究内容:在管式炉中将煤与金属助剂(FeCl3)先经热解制备洁净燃料,再考察洁净燃料燃烧实验过程NOx排放情况。系统研究铁负载比、热解温度、燃烧温度等因素对氮在"热解-燃烧"过程的迁移规律,并对铁助剂的作用机理进行探讨。结果表明:铁助剂的负载比为0.5%,热解温度为1 000℃时氮脱除效果最佳,氮脱除率为93.6%。高温热解后的焦炭中铁主要以Fe2O3,Fe3O4,α-Fe形态存在,这些铁物相能够催化更多的含氮化合物转化为无污染的N2;同时,温度的升高也有利于洁净燃料燃烧过程NOx的脱除,在燃烧温度为1 000℃时,助剂负载比为0.5%时,NOx排放量为116.68 mg/m3,相比原煤燃烧NOx排放减少了46.7%。燃烧过程形成的Fe2O3对NOx与CO,C的还原反应有一定的催化作用,可以催化燃烧过程形成的NO转化为N2。铁助剂的进一步引入,借助"热解减氮-燃烧脱硝"的机制,实现了洁净燃料燃烧NOx超低排放的效果。

• 单位
  化学化工学院; 太原理工大学