不同反应气氛下高氯煤中氯的热迁移及释放特性研究

黄 璞，宁 坚，靳 虎,2，王泽安，涂垚杰，刘 豪

（1.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 430074；2.西安航天源动力工程有限公司，陕西 西安 710100）

新疆是我国重要的煤炭基地，根据有关部门资料，新疆地区预测煤炭总储量占全国40%以上，其中吐鲁番地区、昌吉自治区、伊犁州直和哈密地区预测储量均在3 000亿t以上[1]。受成煤条件的影响，新疆煤中的碱金属和氯含量（质量分数）都比较高[2]。当煤中氯含量超过0.25%，燃烧时就会对设备造成腐蚀，缩短换热设备的寿命，并产生结皮堵塞现象，存在极大的安全隐患，同时烟气中含有大量的HCl，对环境污染严重[3-7]。新疆哈密地区万向煤中氯质量分数高达1.170%，含氯水平远高于我国常规动力用煤[6-9]。根据《煤中有害含量元素分级》（GB/T20475.2—2006），通过煤中氯含量可将煤分为低氯煤（<0.150%）、中氯煤（0.150~0.300%）和高氯煤（>0.300%），万向煤属于高氯煤范畴，在推广应用方面受到严重限制[10-11]。

目前，关于煤中氯的释放特性多集中于中低氯煤，新疆高氯煤中氯的热迁移及释放特性还未引起足够的关注。蒋旭光等[11-12]选取中等氯含量的五阳贫煤和兖州烟煤，在马弗炉内进行了不同温度和燃烧时间的煤燃烧残渣中氯含量的测定，发现煤燃烧残渣中的氯含量与燃烧时间、燃烧温度之间有显著的负相关关系。李寒旭等[10]采用TG-MS技术研究了燃烧条件下煤中氯的析出特性，结果表明：在150~300 ℃时存在于煤表面的离子态氯首先释放；在400~500 ℃时有机态氯开始析出；无机氯化物则在700 ℃以上释放。何杰[13]通过在小型管式炉上进行煤燃烧实验，发现在1 000 ℃氧化性气氛中，煤中HCl大部分在10 min内释放，30 min后基本释放结束。……