燃煤耦合城市污泥燃燒特性與NOx生成行為模擬

丁 先， 吳何來(lái)， 臧劍南， 康志忠

(1. 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司， 上海 200240； 2. 華北電力大學(xué) 能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院， 北京 102206)

符號(hào)說(shuō)明：

x,y——笛卡爾坐標(biāo)系中兩互相垂直方向

φ——通用變量

Γ——通用系數(shù)

u,v——x,y方向分速度，m/s

S——源項(xiàng)

ρ——?dú)庀嗝芏龋琸g/m3

mp——顆粒質(zhì)量，kg

cp——顆粒比熱容，J/(kg·K)

h——對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2·K)

Ap——顆粒表面積，m2

T∞——顆粒所處環(huán)境溫度，K

Tp——顆粒溫度，K

εp——顆粒黑度

θR——輻射溫度，K

mv(t)——t時(shí)刻顆粒中揮發(fā)分質(zhì)量，kg

ww,0——顆粒中初始水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)

mp,0——顆粒初始質(zhì)量，kg

ma——顆粒中灰分質(zhì)量，kg

α1——一次反應(yīng)的生成率因子，取0.3

R1——一次反應(yīng)速率，s-1

α2——二次反應(yīng)的生成率因子，取1.0

R2——二次反應(yīng)速率，s-1

R——理想氣體常數(shù)，取8.314 J/(mol·K)

A——指前因子，s-1

k——化學(xué)反應(yīng)速率，cm3/(mol·s)

T——化學(xué)反應(yīng)溫度，K

n——溫度指數(shù)

E——活化能，J/mol

t——顆粒進(jìn)入計(jì)算域的時(shí)間，s

近年來(lái)，隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和工業(yè)規(guī)模飛速擴(kuò)張，環(huán)境問(wèn)題已成為關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。其中，城市污水和污泥的產(chǎn)量也在持續(xù)上升，如何處理污水處理廠產(chǎn)生的廢棄污泥成為一個(gè)難題。根據(jù)中國(guó)住建部最新公開(kāi)資料《2019年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》中顯示，2019年全國(guó)共產(chǎn)生干污泥約1.10×107t，平均每天產(chǎn)生干污泥超過(guò)3萬(wàn)t，且在整個(gè)污水處理的過(guò)程中，污泥的處理成本超過(guò)50%[1]。

我國(guó)對(duì)城市污泥的處理方式主要包括填埋、焚燒和農(nóng)業(yè)堆肥等[2]，目前超過(guò)50%的城市污泥處理以填埋為主[3]。而由德國(guó)率先提出的污泥干化焚燒技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)：(1)高溫的焚燒環(huán)境可以快速處理污泥中的部分有害微生物；(2)相較于填埋處理，焚燒的處理周期短，而且無(wú)明顯二次污染的隱患；(3)焚燒可以大體量集中處置污泥，且可充分利用污泥中可燃物質(zhì)釋放的熱量，實(shí)現(xiàn)減量化和資源化處理污泥。

燃煤與污泥耦合燃燒作為一種將廢物處理和能源生產(chǎn)相結(jié)合的新興技術(shù)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量研究。Nadziakiewicz等[4]在研究煤和污泥共燃過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)摻燒污泥時(shí)鍋爐的污染物排放量高于不摻燒時(shí)，且污泥與煤質(zhì)量比存在一個(gè)極限值。Tan等[5]數(shù)值計(jì)算了100 MW機(jī)組鍋爐摻燒56%含水率的濕污泥的燃燒特性，結(jié)果表明污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以下時(shí)，其著火和燃燒穩(wěn)定性未受到明顯的影響。張志遠(yuǎn)等[6]利用電加熱式固定床研究了污泥與準(zhǔn)東煤共氣化產(chǎn)氣特性，結(jié)果表明污泥與準(zhǔn)東煤的摻混具有正向促進(jìn)氣化反應(yīng)的協(xié)同作用，并且在污泥與準(zhǔn)東煤質(zhì)量比為4∶6時(shí)共氣化的協(xié)同作用最強(qiáng)烈。

考慮到燃燒過(guò)程較為復(fù)雜和迅速，難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測(cè)量燃燒過(guò)程中火焰溫度的變化以及各成分間的互相轉(zhuǎn)化。筆者基于以上理論研究，選取某電廠的旋流燃燒器為研究對(duì)象，根據(jù)煤與城市污泥的成分特點(diǎn)構(gòu)建合適的燃燒模型，并利用Fluent軟件對(duì)不同摻燒比例下的燃燒特性和NOx生成行為進(jìn)行計(jì)算分析，這對(duì)分析燃煤鍋爐摻燒城市污泥的能力以及進(jìn)一步研究控制污染物NOx的生成是非常有意義的。

1 研究方法

由于在大爐膛中模擬多個(gè)燃燒器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，燃料的燃燒特性及氮的詳細(xì)遷移過(guò)程較難被關(guān)注。因此，選取在燃燒器出口處連接的一個(gè)空間較大、對(duì)燃燒過(guò)程影響較小的燃燒室，通過(guò)模擬單只燃燒器運(yùn)行來(lái)研究煤與污泥燃燒時(shí)燃燒室內(nèi)的速度場(chǎng)、NOx分布及生成行為。由于處理后的城市污泥水分含量差異較大，且燃料中水分對(duì)燃燒過(guò)程影響較大，如揮發(fā)分釋放過(guò)程和燃燒速率等[7-8]，因此選取干燥后的城市污泥，重點(diǎn)研究污泥中的可燃物質(zhì)和含氮物質(zhì)，忽略水分的影響。

1.1 物理模型

旋流燃燒器的物理模型如圖1所示，該燃燒器結(jié)構(gòu)包括一次風(fēng)管，內(nèi)、外二次風(fēng)管，中心風(fēng)管，濃淡分離裝置及旋流器等，其中內(nèi)二次風(fēng)為軸向旋流，外二次風(fēng)為徑向旋流。一次風(fēng)氣流在經(jīng)過(guò)濃淡分離裝置后形成“內(nèi)濃外淡”的“煤粉+污泥”的混合氣流進(jìn)入燃燒室，然后受到內(nèi)、外二次風(fēng)旋流作用，開(kāi)始徑向擴(kuò)散并形成回流區(qū)，不斷卷吸燃燒末端的高溫?zé)煔猓@有利于新進(jìn)入燃燒室的燃料著火。

按燃燒器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸1∶1進(jìn)行建模，并參考文獻(xiàn)[9]中的方法對(duì)燃燒器進(jìn)行簡(jiǎn)化，保留燃燒器一次風(fēng)管的文丘里結(jié)構(gòu)以及部分進(jìn)風(fēng)管道間的擴(kuò)角擋板，忽略部分風(fēng)管和旋流裝置，并在燃燒器出口設(shè)置一個(gè)直徑為6 m、長(zhǎng)度為10 m的燃燒室。為揭示燃燒器出口附近復(fù)雜的流動(dòng)和反應(yīng)情況，對(duì)燃燒器出口處的網(wǎng)格進(jìn)行加密處理，燃燒器出口處部分尺寸如圖1所示，計(jì)算采用Fluent軟件中的二維軸對(duì)稱旋流模擬方法。

圖1 燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和網(wǎng)格劃分Fig.1 Structure simplification and meshing of the burner

1.2 邊界條件

將燃燒室各噴嘴入口定義為速度入口，指定進(jìn)入燃燒室助燃空氣的速度和溫度等參數(shù)，燃燒室出口設(shè)置為壓力出口，各風(fēng)管和燃燒室壁面參照實(shí)際運(yùn)行情況定義為定溫邊界條件，溫度比內(nèi)部流體低約50 K。燃燒器運(yùn)行過(guò)程中一次風(fēng)及內(nèi)、外二次風(fēng)風(fēng)量分別約占總風(fēng)量的24%、29.5%和44.5%。另外，為防止結(jié)渣和燒壞噴口，當(dāng)煤質(zhì)較好時(shí)，可設(shè)置少量中心風(fēng)，且其風(fēng)量以不超過(guò)總風(fēng)量的5%為宜[10]。本研究中設(shè)置中心風(fēng)風(fēng)量約為總風(fēng)量的2%，以防止煙氣回流，其中一次風(fēng)與中心風(fēng)速度方向垂直于入口截面，而內(nèi)、外二次風(fēng)分別設(shè)定軸向速度、切向速度和徑向速度3個(gè)方向分速度，三者數(shù)值大小比例為7.5∶1.5∶1.0。一次風(fēng)射流中燃料顆粒的粒徑服從Rosin-Rammler分布，煤粉的平均粒徑為70 μm，污泥的平均粒徑為50 μm，分布指數(shù)為1.5。

本研究控制進(jìn)入燃燒室的燃料總熱量、過(guò)量空氣系數(shù)及各風(fēng)量的比例保持不變，以射入燃燒室煤粉質(zhì)量流量為1 kg/s，過(guò)量空氣系數(shù)為1.15時(shí)為基本工況S0。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，燃煤鍋爐摻燒污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以下簡(jiǎn)稱摻燒比例)一般小于10%，均勻選取摻燒比例為3%、6%和9% 3個(gè)工況，分別標(biāo)記為S3、S6和S9，表1給出了4種工況下主要邊界條件的設(shè)定情況。

1.3 數(shù)學(xué)模型

煤粉和污泥隨一次風(fēng)進(jìn)入燃燒室，升溫后開(kāi)始釋放揮發(fā)分，再進(jìn)行揮發(fā)分和固定碳的燃燒反應(yīng)，其過(guò)程涉及輻射和化學(xué)反應(yīng)等多個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。因此，有必要利用數(shù)學(xué)模型對(duì)該過(guò)程進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化假設(shè)，參考有關(guān)燃燒模擬計(jì)算文獻(xiàn)[11]，引入以下合理假設(shè)：(1) 燃料燃燒過(guò)程中忽略重力對(duì)氣流和摩擦熱的影響；(2) 燃料均簡(jiǎn)化為球狀顆粒，忽略自身存在的溫度等物理性質(zhì)差異，認(rèn)為顆粒內(nèi)部物理性質(zhì)分布一致；(3) 煤中焦炭成分以碳為主，污泥中焦炭含量較少，均視為碳；(4) 煤和污泥中的揮發(fā)分簡(jiǎn)化為若干化合物組成的混合物。

表1 主要邊界條件設(shè)定

基于以上假設(shè)，本研究選用控制方程(1)，并根據(jù)式中通用物理變量φ不同求解質(zhì)量、動(dòng)量、能量湍流動(dòng)能和湍流渦耗散方程。

(1)

燃料隨一次風(fēng)進(jìn)入燃燒室后，受到周圍煙氣對(duì)流換熱和輻射換熱的影響，升溫至揮發(fā)分釋放溫度，升溫過(guò)程的控制方程如式(2)所示。考慮到污泥具有比較明顯的低溫反應(yīng)特性，采用雙競(jìng)爭(zhēng)釋放速率模型定義揮發(fā)分釋放速度，控制方程如式(3)所示。在完成揮發(fā)分釋放后，氣相反應(yīng)采用渦耗散概念(EDC)模型，焦炭燃燒反應(yīng)采用顆粒表面反應(yīng)模型。

(2)

(3)

2 燃燒模型構(gòu)建

2.1 揮發(fā)分模型

表2列出了4種工況下燃料的物理化學(xué)性質(zhì)。從工業(yè)分析結(jié)果看，污泥呈現(xiàn)出高灰分、低固定碳的特點(diǎn)，污泥中灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)燃煤的8倍，且摻燒比例每增加3個(gè)百分點(diǎn)，混合燃料中的灰分質(zhì)量將比燃煤增加約21%，而污泥中固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為燃煤的1/10。從元素分析結(jié)果看，污泥中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為燃煤的3/4，摻混少量的污泥對(duì)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化影響較小，波動(dòng)范圍低于3%，污泥中氫和氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于燃煤，說(shuō)明其揮發(fā)分中烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，有助于提高混合燃料的著火性能。但是污泥中氮和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較燃煤明顯提高，分別約為燃煤的5.33倍和3.26倍，在摻燒比例為9%時(shí)，混合燃料的氮和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較燃煤分別提高了39%和20.3%，因此摻燒污泥會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)H2S含量和爐膛出口NOx濃度升高，繼而增加爐內(nèi)高溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)和選擇性催化還原(SCR)脫硝的壓力。

表2 燃料的物理化學(xué)性質(zhì)

煤燃燒過(guò)程中的成分及其轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜且較多，相關(guān)報(bào)道也非常豐富[12]，但其中的揮發(fā)分模型較為簡(jiǎn)單，假定的揮發(fā)性物質(zhì)熱值與實(shí)際燃料熱值差異較大或者無(wú)法準(zhǔn)確反應(yīng)其燃燒過(guò)程。筆者主要參考Merrick的揮發(fā)分模型計(jì)算過(guò)程[13-14]，考慮燃料中的可燃物質(zhì)以及污染物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的NOx和SOx，忽略含量較少的金屬元素及其他微量元素，引入以下合理假設(shè)：(1) 飽和烴分為CH4和C2H62種；(2) 氣態(tài)氮化合物視作NH3；(3) 氣態(tài)硫化合物視作H2S；(4) CH4和C2H6分別消耗了煤中32.7%和4.4%的氫；(5) 生成CO和CO2分別消耗了煤中18.5%和11%的氧；(6) 焦油(Tar)和焦炭(Char)元素成分如表3所示。

表3 煤焦和焦油成分

根據(jù)以上假設(shè)條件，列出揮發(fā)分假設(shè)成分計(jì)算矩陣，見(jiàn)式(4)，基于干燥無(wú)灰基計(jì)算，其中前5行分別為C、H、O、N、S的質(zhì)量平衡，第6行表示質(zhì)量守恒，第7～第10行分別表示CH4、C2H6等產(chǎn)量的邊界條件假設(shè)。

解析矩陣式(4)，得到燃煤的揮發(fā)分模型如式(5)(其中w(Volcoal)為煤中釋放的揮發(fā)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù))所示，校核燃煤假定成分理論高位發(fā)熱量為23.70 MJ/kg，與通過(guò)氧彈法測(cè)得的高位發(fā)熱量的誤差為1.04%，即利用該模型假設(shè)的燃煤成分在質(zhì)量和能量方面與實(shí)際燃料差異較小。

根據(jù)文獻(xiàn)[15]，城市污泥揮發(fā)分主要假定為CH4、CO和CO2以及少量H2和H2O，氮和硫分別假設(shè)為NH3和H2S，其揮發(fā)分假設(shè)成分計(jì)算矩陣如式(6)(基于干燥無(wú)灰基)所示，其中第7行為假設(shè)CO質(zhì)量占揮發(fā)分47%的求解邊界條件。矩陣求解結(jié)果如式(7)(其中w(Volsludge)為污泥中釋放的揮發(fā)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù))所示，校核污泥假定成分的理論高位發(fā)熱量為9.20 MJ/kg，與通過(guò)氧彈法測(cè)得的污泥高位發(fā)熱量的誤差為1.89%，所得結(jié)果與實(shí)際燃料差異較小。

(4)

w(Volcoal)→7.440 8w(CH4)+1.249 6w(C2H6)+8.758 4w(CO)+4.105 5w(CO2)+10.597 1×

w(Tar)+0.076 6w(H2)+21.115w(H2O)+1.043 1w(NH3)+0.053 8w(H2S)

(5)

(6)

w(Volsludge)→21.458 3w(CH4)+42.048 5w(CO)+14.188 7w(CO2)+0.988 2w(H2)+

0.162w(H2O)+9.131 8w(NH3)+1.487 5w(H2S)

(7)

2.2 燃燒和NOx模型

當(dāng)將化學(xué)反應(yīng)過(guò)程模擬與流動(dòng)過(guò)程模擬相結(jié)合時(shí)，需要兼顧計(jì)算效率和準(zhǔn)確性，且化學(xué)反應(yīng)機(jī)理以微觀層面為基礎(chǔ)，筆者從基元反應(yīng)的角度探索總反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，氣相反應(yīng)中的各基元反應(yīng)速率由Arrhenius方程控制，具體方程式如式(8)所示。

本文中所涉及的所有氣相反應(yīng)機(jī)理在GADM98化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和Leeds反應(yīng)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化[16]，焦炭燃燒模型選擇顆粒表面反應(yīng)模型，并且考慮焦炭異相還原NO的反應(yīng)過(guò)程，具體反應(yīng)式見(jiàn)式(9)～式(12)[17]。模擬過(guò)程中使用的熱力學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)自NASA熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，所構(gòu)建的燃燒反應(yīng)模型涉及40種組分、102個(gè)氣相反應(yīng)以及5個(gè)氣固反應(yīng)。

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

3 結(jié)果與分析

3.1 燃燒特性分析

3.1.1 流場(chǎng)

圖2為S0工況和S9工況下距燃燒器出口不同距離(L)處的軸向速度分布圖。從計(jì)算結(jié)果看，各工況下流場(chǎng)較為相似。對(duì)比圖2(a)與圖2(b)可以看出，在燃燒器出口附近由于旋流氣體產(chǎn)生的負(fù)壓而形成穩(wěn)定的回流區(qū)，回流區(qū)軸向速度小于5 m/s，回流區(qū)(軸向速度為負(fù)值的區(qū)域)呈一個(gè)長(zhǎng)軸約為4 m、短軸約為2 m的橢圓形。穩(wěn)定的回流區(qū)一方面可以卷吸燃燒室的高溫?zé)煔猓欣诩訜嵋淮物L(fēng)著火，另一方面可以延長(zhǎng)煤粉、污泥在回流區(qū)的停留時(shí)間，且回流區(qū)軸向速度越小，回流區(qū)越大，停留時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于煤粉、污泥燃盡。

(a) S0工況

(b) S9工況圖2 距燃燒器出口不同距離處沿半徑方向的軸向速度分布

3.1.2 燃盡速度

圖3給出了煤粉和污泥燃盡速度隨距燃燒器出口距離的變化。從圖3可以看出，煤粉和污泥燃燒過(guò)程存在2個(gè)明顯的階段，第一階段為揮發(fā)分燃燒階段(0 m

圖3 煤粉和污泥的燃盡速度隨距燃燒器出口距離的變化Fig.3 Variation of burnout rate of pulverized coal and sludge with the distance from the burner outlet

3.2 NOx分布及轉(zhuǎn)換行為

3.2.1 NOx分布特性

圖4給出了不同工況下燃燒室中NO的體積分?jǐn)?shù)分布。從圖4可以看出，隨著污泥摻燒比例的增加，燃燒室中NO整體體積分?jǐn)?shù)水平明顯上升，且各工況下均存在在回流區(qū)的后半段(2 m

對(duì)比圖4(a)與圖4(b)可以看出，由于單位熱量燃料中污泥的氮含量約為燃煤的13.62倍，因此在添加少量污泥后，S3工況下NO體積分?jǐn)?shù)較S0工況明顯上升。對(duì)比圖4(c)與圖4(d)可以看出，S9工況的NO分布區(qū)域比S6工況大，這可能與燃燒過(guò)程有關(guān)，S9工況下因?yàn)榻固勘砻嫜鯏U(kuò)散受限，燃燒滯后，NO前驅(qū)物的氧化過(guò)程相對(duì)變緩，即S6工況的NO分布相對(duì)S9工況更為集中，其體積分?jǐn)?shù)最大值也較高。

為進(jìn)一步定量說(shuō)明煤粉與污泥共燃過(guò)程中含氮物質(zhì)在燃燒室中的空間分布情況，圖5給出了S9工況下距燃燒器出口不同距離處縱截面上不同含氮物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)。從圖5可以看出，燃燒室中各含氮物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)在空間上的分布存在明顯差異，說(shuō)明各物質(zhì)間存在相互轉(zhuǎn)換的行為，且在燃燒器出口附近含氮物質(zhì)的存在形式也較為豐富。含氮物質(zhì)以NH3形式釋放到煙氣中后，因?yàn)閾]發(fā)分中存在可燃?xì)怏w，NH3體積分?jǐn)?shù)迅速降低并趨于0[18]，大部分迅速轉(zhuǎn)換為HCN，少量轉(zhuǎn)換為HNO和NH2等，在回流區(qū)的后半段，HCN體積分?jǐn)?shù)明顯降低，NO體積分?jǐn)?shù)上升，隨著燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，部分NO被還原成HCN和HNO。

(a) S0工況

(b) S3工況

(c) S6工況

(d) S9工況

圖5 距燃燒器出口不同距離處縱截面上含氮物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)

3.2.2 氮生成行為

為進(jìn)一步分析煤粉與污泥共燃過(guò)程中含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化行為，筆者統(tǒng)計(jì)了S9工況下沿燃燒室中軸線上部分與NO直接相關(guān)的基元反應(yīng)的反應(yīng)速率情況(見(jiàn)圖6)。從圖6可以看出，NO生成、消耗速率變化較大的區(qū)域主要集中在前文所述的2個(gè)燃燒階段，其中第一階段的發(fā)生空間較小而速率變化較大，第二階段的發(fā)生空間較大而速率變化較小。在第一階段，生成NO的主要反應(yīng)是NH被O和O2氧化，以及N被O2氧化，具體反應(yīng)見(jiàn)式(13)～式(15)；NO消耗的主要反應(yīng)是NO被CH3還原成HCN，少量NO被NH和NH2還原成N2，具體反應(yīng)見(jiàn)式(16)～式(18)。在第二階段，即固定碳燃燒階段，有大量CO2生成，所以NO生成過(guò)程中除了有NH被O氧化，還有N被CO2氧化生成NO，具體反應(yīng)見(jiàn)式(13)和式(19)；NO消耗的過(guò)程主要還是NO被CH3還原成HCN，反應(yīng)見(jiàn)式(16)。

NH+O=NO+H

(13)

NH+O2=NO+OH

(14)

N+O2=NO+O

(15)

CH3+NO=HCN+H2O

(16)

NH+NO=N2+OH

(17)

NH2+NO=N2+H2O

(18)

N+CO2=NO+CO

(19)

圖6 距燃燒器出口不同距離處中軸線上NO生成、消耗速率變化Fig.6 Variation of NO generation and consumption rate on the center line at different distance from the burner outlet

4 結(jié) 論

(1) 該旋流燃燒器在摻混不同比例污泥燃燒運(yùn)行中的流場(chǎng)相似，存在穩(wěn)定的回流區(qū)，回流區(qū)軸向速度小于5 m/s，回流區(qū)呈長(zhǎng)軸約為4 m、短軸約為2 m的橢圓形。

(2) 摻燒城市污泥對(duì)煤粉第一階段燃燒有助燃作用，在摻燒比例≤3%時(shí)，可使煤粉第二階段燃燒提前，在摻燒比例≥6%時(shí)，可使煤粉第二階段燃燒滯后。

(3) NO體積分?jǐn)?shù)隨污泥摻燒比例的增加而上升，在燃燒器出口附近氮存在形式較為豐富，大部分NH3迅速轉(zhuǎn)換為HCN，少量轉(zhuǎn)換為HNO和NH2等，而在回流區(qū)的后半段，HCN體積分?jǐn)?shù)明顯降低，NO體積分?jǐn)?shù)上升，隨著燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，部分NO被還原成HCN和HNO。

(4) 氮轉(zhuǎn)換行為主要集中發(fā)生在燃料燃燒的2個(gè)階段：在第一階段，NO的生成主要來(lái)源于NH被O和O2氧化以及N被O2氧化；第二階段NO生成主要來(lái)源于NH被O氧化以及N被CO2氧化。NO被CH3還原成HCN是2個(gè)階段中NO被還原的主要過(guò)程。