本发明专利技术公开了一种提高O2/CO2气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，属于煤粉高效低污染燃烧领域。本发明专利技术将平均粒径在20微米以下的超细煤粉与平均粒径为70~90微米的普通粒径煤粉在O2/CO2气氛下混合燃烧，超细煤粉的混合质量百分比为10%~40%，超细煤粉中的挥发分质量百分比>15%，在不增加O2/CO2中O2浓度前提下，采用超细煤粉与普通粒径煤粉混合燃烧，使得超细煤粉颗粒快速升温，超细煤粉中挥发分快速析出，煤粉周围形成了较高的还原性气氛并消耗掉氧气，形成局部低氧区，使得既提高了煤粉自身燃烧特性，同时又抑制了煤粉燃烧过程中NOx的生成，其运行成本大大低于全部采用超细煤粉燃烧的运行成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤粉高效低污染燃烧
，更具体地说，涉及一种提高02/0)2气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法。
技术介绍
降低CO2和NOx的排放已成为全世界共同关注的问题。近年来，O2ZCO2煤粉燃烧 技术被认为是一种能够同时控制C02、S02和NOxH种污染物的新型燃烧技术，已引起国内外学术界和工业界的高度重视。但研究发现，煤粉在02/C02气氛下燃烧易出现燃烧不稳定、燃烧不完全的现象。因此，该技术仍处于研究阶段，还没能得到广泛地应用。为了改善煤粉在02/C02气氛下燃烧不稳定及燃烧不完全的情况，现有技术中常采用提高o2/co2气氛中的O2浓度的方法。但是，大量研究表明，为了提高燃烧着火和稳定性而提高02/C02气氛中的O2浓度并不是一个理想的途径。O2浓度在促进着火燃烧和降低NOx的生成的作用方面是互相矛盾的。一方面，O2浓度的提高可以改善着火燃烧条件，稳定燃烧；而在此同时也改善了 NOx的生成条件，使得NOx生成量增加。探寻同时实现提高02/C02气氛下煤粉燃烧特性且能降低NOx的生成途径十分必要。从煤粉燃烧NOx生成的机理来看，燃煤过程排放的NOx主要是燃料型N0X。煤粉中含N化合物析出并形成的中间产物如NHp HCN等，在氧化气氛下生成NOx，而在低氧或还原气氛下，转变为N2,因此要避免煤粉在燃烧初期遇到高浓度氧。已有的技术如高浓度煤粉燃烧、分级燃烧、浓淡燃烧等技术等，都是在煤粉燃烧初期，利用燃烧器结构或煤粉本身浓度的变化，使煤粉燃烧实现偏离化学当量比燃烧，在煤粉燃烧初期挥发分析出阶段形成局部还原性气氛，从而降低含N化合物向NOx的转变。这些技术的关键在于改变煤粉周围的气氛，但对煤粉的燃烧过程特别是着火过程没有本质的改变，只是降低了燃煤过程中NOx的生成，因此，这些技术在02/C02气氛下的着火稳定性也值得进一步的研究，以解决煤粉在02/C02气氛下燃烧不稳定及燃烧不完全的问题。单一超细煤粉燃烧技术研究表明，由于其着火燃烧快的特性，同时大量析出挥发分并燃烧，可以降低NOx的生成，同时，由于煤粉粒径小，燃烧所需时间短，研究结果表明超细煤粉应用于煤粉NOx再燃中是十分有效的。此外，现有专利技术中已有相关技术方案表明，超细煤粉与普通粒径煤粉的混合燃烧，能够保证普通粒径煤粉在煤粉品质变动和锅炉负荷降低时稳定燃烧，如中国专利申请号96122237. 9公开的技术方案。目前，针对超细煤粉和普通粒径煤粉的混合研究一般只停留在提高煤粉燃烧性能上，且一般认为超细煤粉配入的质量百分比越高，对提高燃烧性能的效果越明显，对于如何在提高煤粉燃烧性能的同时降低燃煤过程中NOx的生成，尚未有相关研究结果表明。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中煤粉在o2/co2气氛下燃烧易出现燃烧不稳定、燃烧不完全的现象，以及燃煤过程中NOx的生成问题，提供一种提高02/C02气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，本专利技术在不增加02/C02中O2浓度前提下，采用超细煤粉与普通粒径煤粉混合燃烧的工艺，既提高了煤粉自身燃烧特性，同时又抑制了煤粉燃烧过程中NOx的生成。技术方案 为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为 本专利技术的一种提高02/C02气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，将平均粒径在 20微米以下的超细煤粉与平均粒径为7(Γ90微米的普通粒径煤粉在02/C02气氛下混合燃烧，其中超细煤粉的混合质量百分比为109Γ40%，超细煤粉中的挥发分质量百分比为>15%。超细煤粉比例之所以如此选择，是因为在02/C02气氛下，一定比例的超细煤粉快速着火，其释放的热量可以提高煤粉颗粒温度至400K，从而为提高煤粉整体性能着火燃烧创造了条件。若超细煤粉比例大于40%，虽然煤粉燃烧着火整体性能已大大提高，而超细煤粉的磨制成本比较高，增加了运行成本，因此把10°/Γ40%作为混合质量百分比。同时本专利技术的实施效果主要依赖于超细煤粉的挥发分易析出性且煤粉燃烧初期挥发分析出阶段形成局部还原性气氛，这就要求煤粉挥发分含量不能过低，根据对现有煤种挥发分含量的比较，要求所选超细煤粉挥发分含量不能低于15%，该挥发分含量保证了在燃烧初期煤粉颗粒周围的还原气氛，从而抑制煤粉中含N物质向NOx的转换，降低了 NOx的生成。优选地，所述的超细煤粉的混合质量百分比为209Γ30%。优选地，所述的超细煤粉的平均粒径为5 20微米。有益效果 采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果 本专利技术的一种提高02/C02气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，将超细煤粉与普通粒径煤粉在02/C02气氛下混合燃烧，平均粒径在20微米以下的超细煤粉与平均粒径为7(Γ90微米的普通粒径煤粉相比，由于超细煤粉的比表面积为普通粒径煤粉比表面积的3.5^4. 5倍以上，超细煤粉升温速率可以提高3. 5^4. 5倍以上，使得超细煤粉颗粒快速升温，其含有的挥发分快速析出燃烧，放出的热量提高了煤粉周围气氛的温度，为普通粒径煤粉稳定燃烧创造了良好的条件，提高了煤粉整体燃烧的稳定性；且超细煤粉中挥发分的快速析出和燃烧，在煤粉周围形成了较高的还原性气氛并消耗掉氧气，形成局部低氧区，从而有效抑制了煤粉燃烧过程中析出含N化合物向NOx的生成，实现低NOx的排放，本专利技术中通过工艺参数的设置，巧妙地将提高煤粉整体燃烧的稳定性和抑制煤粉燃烧NOx生成之间的协同作用应用到混合燃烧中，其中超细煤粉的混合质量百分比为109Γ40%，超细煤粉中的挥发分质量百分比为>15%，这是实现混合燃烧协同作用的必要条件，当采用本专利技术的混合比且控制超细煤粉中的挥发分质量百分比时，能够显著提高煤粉燃烧在02/C02气氛下着火性能，NOx排放也较普通粒径煤粉燃烧的要低，且从运行成本来看，低于全部采用超细煤粉燃烧的运行成本。附图说明图I为实施例I和实施例2中超细煤粉与普通粒径煤粉不同混合比例时的着火温度关系 图2为实施例3 和实施例4中的煤粉燃烧器的结构示意 图3为实施例3和实施例4中燃烧器中心轴面上出口处NO的浓度分布图。具体实施例方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。实施例I 本实施例中的超细煤粉采用平均粒径为20微米的神华煤，普通粒径煤粉采用平均粒径为74微米的神华煤，采用德国耐驰公司生产的STA-449C热分析仪对神华煤的工业分析如表I所示。表I神华煤的工业分析(mass/%)名称_水分灰分挥发分固定碳"华煤(SH) 丨4· 80丨5· 00丨31· 90 丨58· 30 选用本实施例的超细煤粉10% (质量百分比)与普通粒径煤粉90% (质量百分比)在O2/CO2气氛下混合燃烧，其中02/C02气氛中O2的质量百分比为23. 3%。实施例2 本实施例中采用的平均粒径为20微米的超细煤粉以及平均粒径为74微米的普通粒径煤粉同实施例1，不同之处在于本实施例中超细煤粉30% (质量百分比)与普通粒径煤粉70% (质量百分比)在02/C02气氛下混合燃烧。实施例I和实施例2的燃烧特性参数如表2所示，其中对比例采用平均粒径为74微米的普通粒径煤粉单独燃烧试验。表2不同混合比例下煤粉的燃烧特性参数I ^ μ I I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高O2/CO2气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，其特征在于：将平均粒径在20微米以下的超细煤粉与平均粒径为70~90微米的普通粒径煤粉在O2/CO2气氛下混合燃烧，其中超细煤粉的混合质量百分比为10%~40%，超细煤粉中的挥发分质量百分比>15%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾明言，马标，张雨航，刘旭辉，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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