微富氧条件下煤粉燃烧及NO生成特性的研究

王春波，陆泓羽，雷 鸣，邢晓娜

（华北电力大学 能源动力与机械工程学院，保定071003）

富氧燃烧技术是一种既能直接获得高体积分数的CO2，又能综合控制其他燃煤污染物排放的新一代燃烧技术，但相对于常规的空气燃烧，其经济性差，发电成本较高，是其获得广泛应用的最大障碍［1］.这主要是由于富氧燃烧需要的大量纯氧要由空气分离装置制取，而空气分离装置制氧能耗及投资都很高.

Zanganeh and Shafeen［2］探讨了用空气替代富氧燃烧中一部分纯氧来完成煤的燃烧.Zanganeh和Y.Huang等人［2-3］对这种燃烧方式脱除CO2技术进行了经济性模拟.A.Doukelis等人［4］对这种改进的富氧燃烧方式采用MEA 脱除CO2技术也进行了经济性模拟，发现其发电成本与富氧燃烧相比有所降低.王春波等尝试了对600 MW 微富氧燃烧煤粉锅炉的优化设计［5］.

本文中定义的微富氧燃烧技术是通过调节添加空气量，将烟气中CO2的体积分数（φ（CO2））限制在30%～40%，选择该φ（CO2）范围是基于PSA 变压吸附技术［5］.PSA 变压吸附是一种高效率、低能耗的分离提纯CO2技术，已逐渐成为颇具竞争力的一种回收CO2技术.PSA 技术［6］利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程来实现气体的分离或提纯.国内PSA 在合成氨原料气脱碳工艺中已实现了工业应用［7-8］，采用的原料气中φ（CO2）为30%～40%.因此，本研究选定该φ（CO2）范围.

尽管Zanganeh等针对微富氧燃烧的经济性进行了很多的评估工作［2-4］，但针对微富氧条件下煤的燃烧特性及污染物（如NO等……