摘要：循环流化床（CFB）锅炉密相区是焦炭型氮氧化物（NO_x）生成的主要区域,利用小型鼓泡流化床实验台比拟CFB锅炉密相区,在850℃床温和10%O2浓度下,进行了单颗粒焦炭的燃烧实验,对不同床料粒度、制焦煤种、焦炭粒径和流化风速条件下焦炭氮向NOx的转化比例进行了研究。针对3种原煤制得的焦炭,均发现床料粒度增大后,鼓泡床乳化相内传质系数增加而传热系数降低,导致焦炭颗粒表面氧化性气氛增强,燃烧进程加快,焦炭氮向NO_x转化率上升。初始焦炭粒径越大,焦炭氮向NO_x转化率越低。流化风速的增大对焦炭氮向NO_x转化有一定的促进作用,但并不显著。实验中对焦炭颗粒内部温度进行了测量,验证了前述的实验结果。同时,基于密相区传质传热特性与简化反应机理,建立了单颗粒焦炭燃烧及焦炭氮转化模型,计算结果与实验匹配良好,为CFB锅炉整体NO_x排放模型的建立奠定了基础。

关键词：循环流化床 焦炭型氮氧化物 鼓泡床 床料粒度 单颗粒模型 

单位：清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室; 北京100084