水溶Na对高碱煤热解及氮热变迁的影响
来源期刊：煤炭学报2020年第9期
论文作者：杨天华 杨小龙 魏砾宏 开兴平 郭良振 李润东
文章页码：3284 - 3292
关键词：水溶Na;高碱煤;热解;氮;表观活化能;
摘 要：新疆准东煤田煤炭资源丰富,部分新疆煤含有超过0.4%的高碱金属含量而被称为高碱煤。在热利用过程中碱金属Na作为催化剂可改变煤的反应活性,进而影响其热反应过程及氮氧化物的排放。为研究水溶Na对高碱煤热解特性及氮热变迁规律的影响,选取准东煤作为典型新疆高碱煤,并采用盐酸对其进行脱灰预处理,在脱灰煤中添加不同含量的NaCl代表高碱煤中水溶钠,利用热重-差示扫描量热、红外、质谱（TG-DSC-FTIR-MS）联用仪开展热解实验,运用Coats-Redfern积分法对煤热解反应进行动力学分析。结果表明,少量Na促进低温段（40～295℃）的干燥脱气反应,大量Na促进高温段（>800℃）二次脱气反应,Na对主热解阶段（中温段）影响较小。动力学分析表明Na含量≤0.6%时,煤热解表观活化能降低,Na对煤热解具有催化作用。通过红外与质谱的综合分析,发现在低加热速率条件下,对煤燃烧过程NOx气态前驱物以HCN为主,其生成量远大于NH3。Na的添加可明显促进煤热解NH3生成,0.7%Na的含量使NH3的析出量增加61%。较少的Na可促进HCN的生成,而当Na含量≥0.6%时,Na对HCN的生成起抑制作用。总体上Na含量超过0.6%时,可减少NOx前驱物的生成。研究认为0.6%的Na含量有利于高碱煤的热解利用:促进高碱煤热解,减少NOx前驱物的生成。
杨天华，杨小龙，魏砾宏，开兴平，郭良振，李润东
沈阳航空航天大学能源与环境学院
摘 要：新疆准东煤田煤炭资源丰富,部分新疆煤含有超过0.4%的高碱金属含量而被称为高碱煤。在热利用过程中碱金属Na作为催化剂可改变煤的反应活性,进而影响其热反应过程及氮氧化物的排放。为研究水溶Na对高碱煤热解特性及氮热变迁规律的影响,选取准东煤作为典型新疆高碱煤,并采用盐酸对其进行脱灰预处理,在脱灰煤中添加不同含量的NaCl代表高碱煤中水溶钠,利用热重-差示扫描量热、红外、质谱（TG-DSC-FTIR-MS）联用仪开展热解实验,运用Coats-Redfern积分法对煤热解反应进行动力学分析。结果表明,少量Na促进低温段（40～295℃）的干燥脱气反应,大量Na促进高温段（>800℃）二次脱气反应,Na对主热解阶段（中温段）影响较小。动力学分析表明Na含量≤0.6%时,煤热解表观活化能降低,Na对煤热解具有催化作用。通过红外与质谱的综合分析,发现在低加热速率条件下,对煤燃烧过程NOx气态前驱物以HCN为主,其生成量远大于NH3。Na的添加可明显促进煤热解NH3生成,0.7%Na的含量使NH3的析出量增加61%。较少的Na可促进HCN的生成,而当Na含量≥0.6%时,Na对HCN的生成起抑制作用。总体上Na含量超过0.6%时,可减少NOx前驱物的生成。研究认为0.6%的Na含量有利于高碱煤的热解利用:促进高碱煤热解,减少NOx前驱物的生成。
关键词：水溶Na;高碱煤;热解;氮;表观活化能;
