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作者：张驰;任强强;韩绍博;胡玉洁;崔瑞芳;李林宣;
单位：中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室;中国科学院大学;
摘要：在“双碳”战略目标驱动下，煤炭高效清洁利用技术革新已成为能源领域的重要研究方向。煤粉纯化-燃烧耦合技术作为新型热转化工艺，其核心在于通过预纯化过程实现燃料氮的高效脱除，为后续燃烧环节的NO_x源头控制提供新路径。为探究反应温度对煤粉纯化反应氮析出与转化特性的影响，基于高温热化学转化机理，在自行搭建的1 700℃四温区滴管炉试验台上，设置不同温度条件进行纯化反应。结果表明：反应温度从900℃提升至1 300℃，煤气中H_2和CO占比大幅度增加，煤气产率和煤气组分均有所增加；各组分转化率有所增加，N元素向气相的转化率从48.26%跃升至83.14%，相当一部分焦炭N在高温时发生转化，仅有16.86%燃料N残留在固相焦炭N中，这部分氮将是后续燃烧过程中NO_x的主要来源。当温度达到1 000℃时，燃料N向N_2的转化率超过50%，且温度升高能进一步提高还原成N_2的比例，同时转化为NH_3和HCN的比例也有所增加，而促进燃烧前燃料N的析出并还原成N_2是煤燃烧NO_x减排的关键所在。另一方面，神木烟煤经过纯化反应，比表面积和孔容积大幅增加，最高分别增加为原煤的66.3倍和10.5倍，平均孔径有所减小，燃料碳架稳定性下降，反应活性位点增加，燃料燃烧特性有所改善，且随温度升高这种改善作用进一步提升，可见纯化反应有利于后续燃料的清洁高效燃烧。
关键词：煤粉;;纯化反应;;滴管炉;;燃烧性能;;氮转化
基金资助：中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划资助项目（YSBR-028）
