论文推荐｜哈尔滨工业大学赵义军教授：燃烧温度对神华烟煤加压燃烧过程中C/

谁愿记沧桑

基于纯氧和烟气循环中CO2混合物作为氧化剂的O2/CO2燃烧技术可实现燃煤电厂CO2高效捕集，是助力燃煤发电高效减排的重要举措之一。针对O2/CO2燃烧技术，目前的研究主要关注压力对煤粉着火和燃烧过程的影响，对于加压燃烧过程中温度对半焦物理化学结构演变和气相产物生成规律研究较少，有必要研究燃料中C/N元素迁移转化规律的影响。结果表明燃烧温度会显著改变燃料中C/N赋存形态和分布特征，优化燃烧温度可以显著降低NOx和CO排放。
燃烧温度对神华烟煤加压燃烧过程中C/N转化特性的影响
张 屿，杜尚斌，张文达，赵义军，孙绍增
哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院
创新点
1）对煤粉加压O2/CO2燃烧过程中温度对燃烧产物结构及分布特征的影响进行了解析。
2）关联了燃烧气-固产物结构及分布特征与C/N物种的迁移和演变规律。
研究背景
燃煤电厂碳排放居国内各行业之首，是加剧全球气候变暖的重要因素。为实现“碳减排，碳达峰，碳中和”，加大燃煤发电过程中CO2高效捕集是我国能源发展的重中之重。O2/CO2燃烧技术是一种可基于现有电站设备改造的燃煤电站CO2高效减排技术。该技术是以纯氧和烟气循环中CO2混合物作为氧化剂的一种新型燃烧技术，可实现燃煤电厂CO2高效捕集，近年来备受关注。
研究内容
采用加压沉降炉试验台对神华烟煤单颗粒加压燃烧过程进行探究，通过在线测量CO、NO以及N2O等气相产物获得加压O2/CO2燃烧中温度对燃料中N元素迁移转化规律的影响，对燃烧半焦的离线分析表征获得加压燃烧半焦的表面理化特性以及O2/CO2气氛下煤粉加压燃烧过程中的气固产物生成特性。
研究结论
1）煤粉加压O2/CO2/N2燃烧过程中，随着燃烧温度提高，CO排放量逐渐降低，NO排放量增加，N2O排放量先增加后减小。燃料N向NOx的转化率随燃烧温度升高呈先增加后减小的趋势。
2）煤粉加压O2/CO2/N2燃烧过程中，随着燃烧温度增加，C—O相对含量变化较小，O—C=O、C=O、C—H相对含量降低，而C=C/C—C相对含量增加。表明燃烧残炭表面的石墨化程度增加，表面含氧官能团相对含量逐渐降低，且O—C=O的燃烧反应活性高于C—OH。
3）煤粉加压O2/CO2/N2燃烧过程中，随燃烧温度增加，燃烧残炭表面以N-6形式赋存的N元素相对含量增加，以N-5形式赋存的N元素相对含量减少，表面N-Q受燃烧温度的影响变化不大。
重要图表

图1 气相产物生成和氮转化特性

图2 温度对燃烧残炭的XPS峰面积相对含量的影响
引用格式：
张屿，杜尚斌，张文达,等.燃烧温度对神华烟煤加压燃烧过程中C/N转化特性的影响[J].洁净煤技术，2022,28(8)：43-49.
ZHANG Yu，DU Shangbin，ZHANG Wenda，et al.Effect of combustion temperature on pressurized combustion and C/N transformation characteristics of Shenhua bituminous coal[J].Clean Coal Technology，2022,28(8)：43-49.
通讯作者
赵义军，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院教授，博士生导师，国家级青年人才。分别于2004年、2006年和2010年获得哈尔滨工业大学热能工程专业学士、硕士和博士学位。主要从事零碳燃料燃烧、燃气轮机燃烧、生物质能利用、分布式智慧能源系统、核热转化等方面的研究。担任《燃料化学学报》青年编委、《燃烧科学与技术》和《节能技术》等期刊编委。主持国家和省部级课题、企业合作课题14项，发表学术论文110余篇，授权发明专利15项，获得省部级一等奖2项，二等奖1项。
作者简介
张文达，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，助理教授。2022年获得哈尔滨工业大学热能工程专业博士学位，在Energy、Fuel、Fuel Processing Technology等高水平期刊发表论文10余篇，主要研究方向为加压富氧燃烧技术，油气清洁燃烧技术。
课题组简介
课题组主要研究方向为大气环境保护技术、先进热化学转化技术和智慧能源系统、可持续能源利用技术、多场耦合建模及模型研究、分布式能源和储能技术。研究成果发表在PNAS、Chemical Engineering Journal、Energy Conversion and Management、Energy、Fuel、Fuel Processing Technology等期刊。目前课题组荣获国家技术发明二等奖1项，黑龙江省科学技术奖一等奖4项以及数项其他省部级科技奖励。课题组已承担多项国家重点研发计划、国家自然科学基金、国际合作项目、省部级基金项目及企业合作项目等。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0mDdLUKk
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