煤粉燃烧初期钠元素与碳烟相互作用的光学诊断研究

作     者：马鹏 黄骞 闫恒 纪任山 李水清 MA Peng;HUANG Qian;YAN Heng;JI Renshan;LI Shuiqing

作者机构：清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 煤科院节能技术有限公司北京100013 

出 版 物：《煤炭转化》 (Coal Conversion)

年 卷 期：2022年第45卷第3期

页      面：11-17页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：中国煤炭科工集团国际合作项目基金资助项目(2019-TD-2-CXY003) 

主　　题：煤粉燃烧 碳烟 钠 激光诱导白炽光光谱(LII) 颗粒物采样 

摘      要：煤粉燃烧过程中生成的碳烟对炉内辐射换热过程有显著影响,在随烟气进入大气后,会引发温室效应,同时危害人体健康。为研究煤粉燃烧过程中易挥发矿物质元素钠对碳烟生成的影响,本实验制备了一系列不同钠含量的煤样,使用一种新型两级平焰燃烧器,将煤粉颗粒给入燃烧器,利用激光诱导白炽光测量了酸洗煤及载钠煤的沿程碳烟空间分布,同时使用扫描电迁移粒径仪测量了热解阶段生成的细颗粒物数浓度分布。结果表明:碳烟在煤粉燃烧初期出现,约31 ms后达到峰值,随后减弱消失。碳烟信号峰值对应的煤粉颗粒停留时间与按照10%最大火焰信号强度定义的煤粉着火特征时间近似相同,表明碳烟的生成氧化过程与煤粉着火过程密切相关。碳烟的光学测量结果与颗粒物采样结果均表明:随着煤样中钠含量增加(0~0.641%),生成的碳烟量明显增加,而煤粉点火几乎不受影响。这表明载入钠元素会促进燃煤初期碳烟生成。