第３０卷第７期２０１０年７月动力工程学报Ｖ０１．３０ＪｕｌｙＮｏ．７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１０文章编号：１６７４—７６０７（２０１０）０７—０５３６—０６中图分类号：Ｘ５１１文献标识码：Ａ学科分类号：６１０．３０富氧燃烧方式下ＮＯｚ生成的化学动力学模拟胡满银，刘忠，李媛，刘玉静（华北电力大学环境科学与工程学院，保定０７１００３）摘要：利用ＣＨＥＭＫＩＮ软件的ＰＳＲ模块对次烟煤常规燃烧和富氧燃烧的试验过程进行了模拟，通过对两种燃烧方式下ＮＯ：生成速率的比较，从机理上分析了富氧燃烧方式下影响ＮＱ生成的因素．结果表明：在富氧燃烧的情况下，０：和煤粉热解产生的ＮＨ。、ＨＣＮ是ＮＯ，生成的主要因素，在保证正常燃烧情况下，应尽量降低Ｏ：量；烃类物质和Ｃ０２分解的Ｃ０对ＮＯ，的分解起到重要作用；选择适当的循环倍率对控制ＮＱ的生成也起到一定作用，综合锅炉运行情况，建议循环倍率选择０．７．关键词：富氧燃烧；化学反应；动力学；ＮＯｘ；生成速率；数值模拟ＣｈｅｍｉｃａＩＫｉｎｅｔｉｃｓＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＮ０ｘＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＯｘｙｇｅｎ—ｅｎｒｉｃｈｅｄＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＨＵＭａｎ—ｙｉｎ，ＬＩＵＺｈｏｎｇ，ＬＩＹｕａｎ，ＬＪＵＹｕ－ｊｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｏｘｙｇｅｎ—ｅｎｒｉｃｈｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｓｕｂ—ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓｃｏａｌｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈＣＨＥＭＫＩＮＰＳＲｍｏｄｅｌｓ，ａｆｔｅｒｗｈｉｃｈａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＮＯ。ｒａｔｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ（ＲＯＰ）ｗａｓｍａｄｅｂｅ—ｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｓ，ｗｈｉｌｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＮＯｚｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｍｏｄｅａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｅｖａｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｌｅａｓｅｏｆＮＨ３ａｎｄＨＣＮａｒｅｆｒｏｍｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｌａｎｄｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇ０２ｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＯｚａｍｏｕｎｔｓｈｏｕｌｄｂｅｋｅｐｔａｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＮＯ＝ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＳＯｉｔｉｓｓｕｇ－ｐｏｓｓｉｂｌｅｏｎｌｏｗａｓｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｔｈａｔｎｏｒｍａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｓａｎｓｅ—ｃｕｒｅｄ．ＢｏｔｈｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓａｎｄｔｈｅＣＯｃｏｍｉｎｇｆｒｏｍｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣ０２ｐｌａｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏｐｌａｙｓｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｔｏａｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎＮＯ：ｄｅ－ｔｏｒｏｌｅｉｎＮｑｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｂｅ０．７，ｗｉｔｈｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｂｏｉｌｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｘｙｇｅｎ—ｅｎｒｉｃｈｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎ；ｋｉｎｅｔｉｃｓ；Ｎ０５；ｒａｔｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ目前最严重的大气污染是酸污染，其污染物量大，污染范围广，易造成区域性环境酸化．氮氧化物（ＮＯ：）是造成环境酸化的主要原因之一．工业生产、交通运输、废弃物焚烧及民用燃烧等过程均会排放收藕日期：２０１０—０１—１８修订日期：２０１０－０４－０１出Ｎｑ．我国每年因酸雨污染给森林和农作物造成的直接经济损失达两百多亿元‘¨．环境酸化严重危害人类的健康、腐蚀建筑材料、破坏生态系统，已成为制约社会经济发展的重要因素之一．因此，亟需探作者简介：胡满银（１９５２一），男，山西阳泉人，教授，主要从事大气污染与控制技术方面的研究．电话（Ｔｅｌ．）ｔ１３６１３１２９３１７；Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｍａｎｙｉｎ＠１６３．ｃｏｒｎ．万方数据第７期胡满银，等：富氧燃烧方式下ＮＯ：生成的化学动力学模拟求对大气污染的控制方法．富氧燃烧技术也称为Ｏ：／ｃｏ：燃烧技术，或空气分离／烟气再循环技术［２］．它可以实现污染物（ＣＯ。、ＳＯ。、ＮＯ。和微细颗粒物）的一体化去除，是一种清洁、高效的燃煤发电技术，已成为世界范围的研究热点．该技术原理示意图见图１．锅炉尾部排烟的一部分烟气经再循环系统送至炉前，与空气分离装置制取的氧气（Ｏ：含量在９５％以上）按一定比例混合后，携带燃料经燃烧器送入炉膛，在炉内组织与常规空气燃烧方式类似的燃烧过程，并完成传热过程‘３Ｊ．回收烟气再循环图１富氧燃烧技术原理示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１数值模拟ＣＨＥＭＫＩＮ是一种求解复杂化学反应问题的软件包，常用于对燃烧过程、催化过程、化学气相沉积、等离子体及其他化学反应的模拟．使用ＣＨＥＭＫＩＮ软件的ＰＳＲ模块，利用５３种物质、２０８个基元反应来描述加拿大能源技术中心煤粉常规燃烧和富氧燃烧的试验［４］过程．通过比较，从机理上分析富氧燃烧中影响Ｎｑ生成的因素．１．１ＮＯ，生成与抑制机理煤粉燃烧过程中ＮＯ．的生成和分解是复杂的化学反应过程，涉及煤粉的热解、挥发分的氧化、挥发分与ＮＯ，的反应、煤焦的氧化与气化及煤焦与ＮＯ．的反应。常规煤粉燃烧可以产生３种类型的ＮＯ：：热力型、燃料型和快速型．其中，热力型ＮＯ．和快速型ＮＯ，是由空气中的氮气氧化而来，但在Ｏ。／ｃｏ：气氛下，由于Ｃ０。代替了空气中的Ｎ：，因此，在富氧燃烧方式下不考虑热力型Ｎｑ和快速型ＮＱ，主要研究煤粉燃烧过程中燃料型Ｎ０。的生成与抑制同相反应机理，该机理共２０８个基元反应Ｅｓ］．１．２模拟初始参数１．２．１模拟条件的选择根据文献Ｅ４３，常规燃烧和富氧燃烧燃烧室的模拟温度均采用１４７３Ｋ，冷却烟气的温度为４７３Ｋ．常规燃烧采用空气作为燃烧气体，富氧燃烧采用纯氧作为燃烧气体，过量空气（氧气）系数以１．２为基础．燃烧室的压力均设定为１０１３２５Ｐａ．富氧燃烧涉万方数据及烟气循环，循环倍率（循环烟气质量与烟气总质量的百分比，湿基）分别取为６０％、７０％和８０％．１．２．２模拟煤粉热解后的燃气成分煤是由各种官能团组成的．在加热升温过程中，随着温度的升高，煤分子间的各种键将发生断裂，经过复杂的反应过程，生成挥发分物质，这些物质将会穿过固体碳而释放到气相环境中［６］．挥发分主要由ＣＨｔ、ＣｚＨｔ、ＣａＨｓ、Ｈｚ、Ｃ０、Ｃ０。和焦油组成，煤粉热解产物中可以与ＮＯ发生化学反应的成分主要有：Ｃ。Ｈ。、ＨＣＮ、ＮＨｓ、Ｈ２和ＣＯ等．经过计算选择煤热解后与ＮＯ发生化学反应的气体成分，同时，考虑到焦炭的非均相还原阶段对Ｏ：变化不敏感，以及多相反应模拟计算较复杂，因此，本模拟计算未考虑焦炭的影响．采用ＤａｖｉｄＭｅｒｒｉｃｋ的挥发分计算模型计算挥发分中各物质的组成．碳原子数比乙烷高的烃物质均当作“乙烷当量物质”来处理，气态氮化合物作为ＮＨ。、ＨＣＮ来处理．在计算中，二碳烃由Ｃ：Ｈ。与ＣｚＨｓ组成，Ｃ：Ｈ。与Ｃ。Ｈ。的比例为１：７；含Ｎ物质由ＮＨ。和ＨＣＮ组成，ＮＨ。与ＨＣＮ的比例为１：１；ＣＨ。和Ｃ２Ｈ。分别消耗了３２．７％和４．４％的煤中的氢，Ｃ０和ＣＯ。的生成分别消耗了１８．５％和１１％的煤中的氧．由此确定挥发分中各物质的组成Ｃ４，７－８］．表１所示为两种燃烧方式下模拟次烟煤煤粉热解后各物质的质量分数．在各气体混合时，采用的是质量单位ｇ，避免了因体积随温度变化需要的计算量．而在ＣＨＥＭＫＩＮ软件中，质量分数会自动转化为体积分数．燃气质量流速为２４．９２ｇ／ｓ．在常规燃烧方式下，空气质量流速为９．４１３ｇ／ｓ；在富氧燃烧方式下，氧气质量流速为２．１６５ｇ／ｓ．２结果与分析２．１模拟结果与试验结果比较表２和表３分别为两种燃烧方式下模拟结果与试验结果的对比．通过对比可知，由于未考虑焦炭的影响，所以模拟结果与试验结果有所差异．２．２模拟结果分析对模拟结果进行生成速率（ＲＯＰ）分析．该分析方法阐述了单个基元反应对物种的生成或分解速率的贡献程度，可以直观地提供物种的生成速率曲线，以及不同基元反应对生成速率的贡献．通过ＲＯＰ分析可知，在两种燃烧方式下，寻找到７种反应对Ｎ０的生成或分解作用最大，因此，本文主要对以下这７种反应进行ＲＯＰ分析，以期找到・５３８・动力工程学报第３０卷表１煤粉热解后燃气中各物质的质量分数Ｔａｂ．ＩＭａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｇａｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｆｔｅｒｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｌＣｚＨ‘４７０．０００３３１５组分Ｃ０２ｌＣＯ０．０２５ＣｚＨ６０．００３４８５ＣＨ４０．０２２７３ＨＣＮ０．００３８６０ＮＨｓ０．００２４３０Ｈ２０．００３６０４Ｈ２００．０６３３８质量分数／％０．８７６表２Ｔａｂ．２常规燃烧方式下模拟结果与试验结果的对比Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｕｉｔｓｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｒｅ－－在富氧燃烧方式下影响ＮＯ生成的主要因素．ＨＮ０＋Ｈ掣Ｈ，＋ＮＯ（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）ＨＮ０＋０２＃＝兰ＨＯ，＋ＮＯＮＣＯ＋０２寻—兰ＮＯ＋ＣＯ：ＨＣＣ０＋ＮＯ—ＨＣＮ＋ＣＯ：ＨＣＣＯ＋ＮＯ表３富氧燃烧方式下模拟结果与试验结果的对比Ｔａｂ．３ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎＣＨ３＋ＮＯ掣ＨＣＮ＋Ｈ２０ｒｅ－Ｆ—！ＨＣＮＯ＋ＣＯｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅＮ＋ＣＯ，≠ＮＯ＋ＣＯ２．２．１ｓｕｉｔｓｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄ两种燃烧方式下反应（１）和反应（２）对Ｎ０生成的影响图２和图３分别为常规燃烧方式和富氧燃烧方式下反应（１）和反应（２）对Ｎ０生成的影响．Ｉ．Ｏ１．５２．０２．５３．０反应器编号（ａ）反应（１）（ｂ）反应（２）图２常规燃烧方式下反应（１）和反应（２）对ＮＯ生成的影响Ｆｉｇ．２Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｓ１ａｎｄ２ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｏｚ反应器编号反应器编号（ａ）反应（１）图３Ｆｉｇ．３（ｂ）反应（２）富氧燃烧方式下反应（１）和反应（２）对ＮＯ生成的影响ｒｅａｃｔｉｏｎｓ１Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｎｄ２ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｍｏｄｅ在常规燃烧和富氧燃烧中，ＮＯ净生成速率最快的２个反应都是由ＨＮＯ反应生成，经过机理分析可知，ＨＮＯ是由煤中的挥发分ＮＨ。转化生成．挥发分中ＮＨ。的量与煤种、煤质以及热解条件有关．在正常燃烧条件下，煤中有机氮转化为ＮＱ的转化率为２５％～４０％，因此，为了减少ＮＱ的生成，应该选择Ｎ含量较低的燃料，或者根据燃料Ｎ在热解过程中转化的情况，形成不利于ＮＨ。生成的万方数据第７期胡满银，等：富氧燃烧方式下ＮＱ生成的化学动力学模拟条件，以尽量减少ＮＨ。的生成．由图可知，在常规燃烧中，反应（１）的Ｎ０净生成速率大于反应（２），而在富氧燃烧中反应（２）的Ｎ０净生成速率大于反应（１）．这是由于在富氧条件下氧气浓度较常规条件下高，说明０２浓度仍是影响ＮＯ生成的重要影响因素．因此，应该在不影响燃烧的情况下尽量降低０：浓度．２．２．２两种燃烧方式下反应（３）对ＮＯ生成的影响图４和图５分别为常规燃烧方式和富氧燃烧方式下反应（３）对ＮＯ生成的影响．弘缸弘弘ｎ１．０Ｉ．５２．０２．５３．０反应器编号图４常规燃烧方式下反应（３）对ＮＯ生成的影响Ｆｉｇ．４Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ３ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａ｜ｍｏｄｅｆ姜６ｘ呈５。０兰・×簧ｓｘ髫ｚ×著・ｘＺ１．０Ｉ．５２．０２．５３．０３．５４．０反应器编号图５富氧燃烧方式下反应（３）对ＮＯ生成的影响Ｆｉｇ．５Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ３ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｍｏｄｅ在常规燃烧方式下，该反应Ｎ０的生成速率为５×１０～，对Ｎ０的生成贡献不大；而在富氧燃烧方式下，该反应Ｎｏ的生成速率为６．８×１０～，对ＮＯ的生成贡献较大．这是因为在富氧燃烧方式下反应物ＮＣＯ和Ｏ：含量较高，其中ＮＣＯ由ＨＣＮ和Ｏ反应所得，Ｏ主要是由Ｏ：的反应得到．２．２．３两种燃烧方式下反应（４）和反应（５）对ＮＯ分解的影响图６和图７分别为常规燃烧方式和富氧燃烧方式下反应（４）和反应（５）对ＮＯ生成的影响．在常规燃烧中，ＮＯ净分解速率最快的是反应（４）和反应（５）；在富氧燃烧中，ＮＯ净分解速率最快万方数据７．２．ＯｘｌＳ一４．０ｘｌ窨一６．ｏｘｌ彝一８．ｏ×ｌ翟＿１．ｏｘｌ刊一Ｉ．２ｘｌ考－１．４ｘｌＺ（ａ）反应４｝孝￥百Ｓ、鼍馏键划窖呈（ｂ）反应（５）图６常规燃烧方式下反应（４）和反应（５）对ＮＯ生成的影响Ｆｉｇ．６Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｓ４ａｎｄ５ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｏｄｅ？一２．０ｘ１０－ｓ名一４．０ｘ１０—８喜－６‘ｏ。Ｉｏ－８攘－８．ｏｘｌ旷ｓ掣－１．ｏｘｌｏ－，呈．１．２×ｌｏ．７ｌ（ａ）反应（４）（ｂ）反应（５）图７富氧燃烧方式下反应（４）和反应（５）对ＮＯ生成的影响Ｆｉｇ．７Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｓ４ａｎｄ５ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｍｏｄｅ的是反应（４）．这两个反应中都有ＨＣＣ０，它对ＮＯ的分解有重要作用，主要是由烃类物质生成，所以烃类物质对ＮＯ的分解在富氧燃烧中起重要作用．・５４０・动力工程学报第３０卷２．２．４两种燃烧方式下反应（６）对ＮＯ分解的影响图８和图９分别为常规燃烧方式和富氧燃烧方式下反应（６）对Ｎ０分解的影响．常规燃烧方式下反应（６）对ＮＯ分解的影响吣沁８Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ６ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｏｄｅ．Ｏ×．０ｘ．５ｘｏｚ图９冒氧燃烧方式下反应（６）对ＮＯ分解的影响Ｆｉｇ．９Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ６ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｍｏｄｅ在常规燃烧条件下，ＮＯ的分解速率为９×１０－１０，对ＮＯ的分解作用很小；而在富氧燃烧下，Ｎ０的分解速率为１．９×１０～，对ＮＯ的分解作用很大．由此可以看出，ＣＨ；对Ｎ０的分解作用在富氧燃烧中尤为突出．２．２．５两种燃烧方式下反应（７）对Ｎ０分解的影响图１０和图１１分别为常规燃烧方式和富氧燃烧在常规燃烧条件下，ＮＯ的分解速率为３．８×｝？暑１０告县＼博２ｘ制镁划宅３ｘｏＺ图１０常规燃烧方式下反应（７）对ＮＯ分解的影响Ｆｉｇ．１０Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ７ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｏｄｅ万方数据一×一Ｘ一Ｘ一Ｘ一Ｘ一Ｘ一抛枷蚰如∽＝¨Ｘ图１１富氧燃烧方式下反应（７）对ＮＯ分解的影响Ｆｉｇ．１１Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ７ｏｎＮＯｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄｍｏｄｅ１０～；而在富氧燃烧条件下，ＮＯ的分解速率为１．５×１０～．这主要是因为富氧燃烧中ＣＯ：所占比例比常规燃烧大，Ｃ０２反应生成较多的Ｃ０，Ｃ０对Ｎ０的分解起很大作用．２．２．６循环倍率对Ｎ０生成的影响选择０．６、０．７和０．８３个循环倍率进行模拟，得到烟气中ＮＯ和Ｃ０：浓度随循环倍率的变化（图１２）．表４为３种循环倍率下烟气成分的计算结果．图１２ＮＯ浓度和Ｃ０２浓度随循环倍率的变化Ｆｉｇ．１２ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＮＯａｎｄＣ０２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏ表４不同循环倍率下烟气成分的计算结果Ｔａｂ．４Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｇａｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏｓ从图１２和表４可以看出：（１）烟气中ＮＯ、ＣＯ。和Ｎ：的浓度随循环倍率的增加而升高，这主要是由再循环烟气的富集作用造成的；（２）烟气中０：浓度随着循环倍率的增大而降低，这主要是由于在３种循环倍率下过量氧系数没方式下反应（７）对ＮＯ分解的影响．第７期胡满银，等：富氧燃烧方式下Ｎｑ生成的化学动力学模拟・５４１・有改变，随循环倍率增大，炉膛出口烟气量增大，因此烟气中的０：浓度减小．结合以上分析，并综合考虑锅炉的运行状况，建议循环倍率取０．７．３结论（１）在富氧燃烧方式下，煤粉热解产生的ＮＨ。、ＨＣＮ是Ｎｑ生成的主要因素；Ｏ：也是ＮＱ生成的主要因素，在保证正常燃烧的情况下，应尽量降低０。量；烃类物质对ＮＯ的分解在富氧燃烧中起重要作用；ＣＯｚ生成的ＣＯ对Ｎ０１分解有较大贡献；随着循环倍率的增加，烟气中Ｎｑ和ＣＯ。的浓度均有所提高．但是增大循环倍率会增加成本，同时会影响锅炉的运行状况，因此建议循环倍率取０．７．（２）本模拟只考虑了同相反应对Ｎｑ生成的影响，没有考虑焦炭对ＮＱ的影响．实际上焦炭参与的异相反应对ＮＯ；的生成与分解很重要．此外，在富氧燃烧方式下，燃料、运行工况和设备对ＮＯ也有一定的影响，化学动力学模拟还应考虑异相反应．参考文献：Ｉ－１］张晔．中国燃煤电厂烟气脱硫技术现状和前景展望［Ｊ］．环境保护，１９９９，４（３）：２０一２３．ＺＨＡＮＧＹｅ．ＰｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｆｏｒｃｏａｌｂｕｒｎｉｎｇｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕＩｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈ—ｎｉｑｕｅｓｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，１９９９，４（３）：２０一２３．Ｅ２］毛玉如，方梦祥，王勤辉，等．０２／ＣＯ，气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究［Ｊ］．动力工程，２００４，２４（３）：４１Ｉ－４１５．万方数据ＭＡ０Ｙｕｒｕ，ＦＡＮＧＭｅｎｇｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧＱｉｎｈｕｉ。ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｏｌｌｕｔａｎｔｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆｃｏａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎａｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｔｅｓｔ—ｆａｃｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒ０２／ｃｏｚａｔｍｏｓｐｈｅｒｅＥＪ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＥａｇｉ—ｎｅｅｒｉｎｇ，２００４，２４（３）：４１１－４１５．［３］刘忠，宋蔷，姚强，等．０２／ｃｏ：燃烧技术及其污染物生成与控制ＥＪ］．华北电力大学学报，２００７，３４（１）：８２—８７．ＬＩＵＺｈｏｎｇ，ＳＯＮＧＱｉａｎｇ，ＹＡＯＱｉａｎｇ，ｅｔａ１．Ｏｘｙ－ｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｔｓｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７，３４（１）：８２—８７．［４］ＤＯＵＧＬＡＳＭＡ，ＣＨＵＩＥ，ＴＡＮＹ，ｅｔａ１．Ｏｘｙ－ｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｔｔｈｅＣＡＮＭＥＴｖｅｒｔｉｃａｌｃｏｍｂｕｓｔｏｒｒｅ—ｓｅａｒｃｈｆａｃｉｌｉｔｙ［Ｃ］／／ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＴｈｅＦｉｒｓｔＮａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣａｒｂｏｎＳｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ．ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤＣ：ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉｂｒａｒｙ（ＮＥＴＬ），２００１．［５］刘玉静．富氧燃烧方式下ＮＱ生成的化学动力学模拟［Ｄ］．保定：华北电力大学环境科学与工程学院，２００９．［６］ＪＵＮＴＧＥＮＨ．ＲｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｈｙｄｒｏｐｒｏｌｙｓｉｓｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔＯｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆｃｏａｌ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，１９８４，６３（６）：７３１—７３７．［７］ＰＲＡＤＡＬ，ＭＩＬＬＥＲＪＡ．Ｒｅｂｕｍｉｎｇｕｓｉｎｇｓｅｖｅｒａｌｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｆｕｅｌｓ：ａｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｓｔｕｄｙｃｏｍｂｕｓｔ［Ｊ］．ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９８，１３２（１７２７３７４７５ｆ６）ｔ２２５－２５０．［８］钟北京，徐旭常．燃烧过程中ＮＯ，形成的数学模拟［Ｊ］．燃烧科学与技术，１９９５，ｉ（２）：１２０—１２８．ＺＨＯＮＧＢｅｉｊｉｎｇ，ＸＵＸｕｃｈａｎｇ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＮｑｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，１（２）；１２０一】２８．富氧燃烧方式下NOx生成的化学动力学模拟
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
胡满银， 刘忠， 李媛， 刘玉静， HU Man-yin， LIU Zhong， LI Yuan， LIU Yu-jing华北电力大学,环境科学与工程学院,保定,071003动力工程学报
CHINESE JOURNAL OF POWER ENGINEERING2010,30(7)
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