高濃度CO2氣氛中煤氮官能團轉(zhuǎn)化過程研究

黃庠永,黃 澈,李小川,孫景寶,劉燁鳴

(揚州大學(xué) 水利與能源動力工程學(xué)院，江蘇 揚州 225127)

高濃度CO2氣氛中煤氮官能團轉(zhuǎn)化過程研究

黃庠永,黃 澈,李小川,孫景寶,劉燁鳴

(揚州大學(xué) 水利與能源動力工程學(xué)院，江蘇 揚州 225127)

對神木煙煤在高濃度CO2氣氛中熱解(氣化)和燃燒前后的煤焦進行了元素分析和X射線光電子能譜分析，從微觀半定量角度考察了煤粉/焦表面氮形態(tài)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，神木煙煤在CO2氣氛下反應(yīng)后，吡咯氮(N-5)和季氮(N-Q)含量大幅下降，吡啶氮(N-6)含量大幅上升，表明N-5高溫下可能被分解或轉(zhuǎn)化為N-6；O2存在的氣氛中，N-Q大幅增加，而N-6大幅減少，表明煤焦中的N-6可能會在燃燒過程中轉(zhuǎn)化為N-Q；燃燒氣氛中NO的存在，導(dǎo)致N-5增加，N-6減少，一部分N-6與NO作用后轉(zhuǎn)化為吡啶酮，或者NO與部分組分反應(yīng)成為N-5形態(tài)。

O2/CO2燃燒；氮官能團；轉(zhuǎn)化規(guī)律；XPS

0 引 言

全球經(jīng)濟的快速發(fā)展加劇了能源的大量消耗，其中化石能源的消耗呈總體上升趨勢，其燃燒排放的CO2、NOx和其它污染氣體不斷增加，環(huán)境問題變得日益突出。降低CO2排放的重要途徑是碳捕集與封存技術(shù)，其中O2/CO2燃燒技術(shù)是一種新興的碳捕集技術(shù)，該技術(shù)利用空氣分離獲得的氧氣和一部分鍋爐循環(huán)煙氣組成的混合氣體代替空氣作為煤燃燒的氧化劑，提高煙氣中CO2的濃度，甚至達到排煙后CO2直接回收的效果，該技術(shù)不僅能大幅降低CO2捕集成本，同時有效控制NOx和SOx的排放，是當(dāng)前煤燃燒領(lǐng)域的研究熱點[1-5]。

對于任何一種新興的煤粉燃燒技術(shù)而言，在環(huán)境保護日益重視的今天，污染物排放性能無疑是其能否得到大規(guī)模應(yīng)用的首要問題之一。……