水煤浆热解特性及影响因素

冯 帆，于 娟，张 曜，李博扬，林 晨，张忠孝

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

0 引 言

水煤浆是一种由65%～70%的不同粒度的煤、29%～34%的水和约1%的化学添加剂混合而成的煤基燃料，具有高效、节能、环保等优势，可供锅炉燃烧或气化炉气化[1]。许多国家已将其作为基于长期能源战略考虑因素的煤基燃料技术进行研究和开发[2]。

国内外水煤浆的利用研究大多数集中在水煤浆的燃烧与气化等方面[3-4]，但水煤浆的热解特性研究还不充分。牛志刚[5]研究了温度、停留时间、粒径及煤种对无烟煤、烟煤、水煤浆及黑液水煤浆燃料氮(特别是前驱物HCN、NH3)析出规律的影响。王辉等[6-8]采用热天平研究了不同加热速率下水煤浆的热解特性，发现水煤浆中的游离水和结合水的蒸发温度在110～180 ℃；而水煤浆中的挥发分开始释放的温度在380～430 ℃；利用居里点热解仪在770 ℃ 对山西大同烟煤制成的水煤浆进行裂解，发现水煤浆达到热解活化能后的热解速率比原煤快，最终的热解气产量略高。孟德润等[9]利用管式炉对水煤浆进行热解试验，分析了热解产物中HCN和NH3随温度的变化。吴磊[10]用高频加热炉快速热解水煤浆，并分析了热解焦炭的特性，发现随着热解温度的升高，烟煤焦炭的产率下降，且在900～1 200 ℃，水煤浆热解焦的产率远低于煤粉热解焦的产率，且随着热解温度的升高，两者之间的差异逐渐增大；但缺少热解气的组分分析和释放规律研究。已有文献表明，水煤浆热解能产生多种具有还原活性的气体如H2、CH4、CO等，可用于还原烟气中的NOx从而降低NOx排放。……