燃煤鏈條爐摻燒半焦NOx生成特性及配風優化數值模擬研究

煤炭是世界最重要的一次能源之一,BP世界能源統計年鑒2021版指出,2020年世界煤炭總消費量占一次能源消費量的27%

。在很長一段時間內,我國能源結構中煤炭占比一直超過50%

,而我國一次能源消費預計將在2030—2035年達到峰值

。因此,在能源結構中,煤炭資源在未來一段時間內依然會是我國主要消費的一次能源。然而,長期以來,煤炭的粗放式直接燃用造成了嚴重的環境污染問題,我國作為全球領先的煤炭生產國和消費國,一直致力實現煤炭等化石能源的清潔高效梯級利用與能源結構多元化

。分級分質梯級利用可以更加高效地利用煤炭資源,實現能源節約與污染物減排。在煤炭的梯級利用中會產生大量的熱解半焦(蘭炭),熱解半焦是無黏性或弱黏性的高揮發分煙煤或者褐煤在低溫條件下干餾熱解得到的低揮發分固體碳基副產品

,具有固定碳含量高、孔隙結構發達的特點,常用于電石、冶金、化肥等行業

。然而,隨著煤炭分級分質利用的迫切需求和我國能源戰略轉型,此類高耗能行業對于半焦的需求量有限

,我國煤化工行業面臨半焦產能嚴重過剩的問題。此外,化工行業能夠有效消納的主要是塊狀熱解半焦,對于粉狀半焦難以高效利用,因此熱解半焦燃燒發電或供熱成為一條可行的技術路線

,“十三五”期間被科技部列入了國家重點研發項目指南。由于半焦揮發分含量很低,直接燃用存在著火溫度高、氮氧化物(NO

)生成量高以及難以燃盡等問題。……