工程熱物理所細粉半焦預熱燃燒技術研究獲進展

　　低階煤的分質轉化梯級利用是煤炭高效清潔利用的重要方式。熱解半焦的揮發分含量小于4%，屬于超低揮發分炭基燃料，具有著火點高、燃燒反應速率慢、燃盡時間長等基本特性，研究其高效燃燒，對煤的高效潔凈利用和分質轉化技術發展具有重大意義。目前，將熱解半焦直接應用于鍋爐燃燒還未見實例報道。

　　煤粉預熱燃燒技術的研究開發始于2004年，當時是中國科學院工程熱物理研究所循環流化床實驗室的前沿探索項目，后來在國家自然科學基金項目資助下，研究人員持續系統地研究了無煙煤粉和細粉半焦的預熱燃燒特性。研究結果表明，細粉半焦預熱溫度達到850℃，超過了細粉半焦的著火點，預熱燃料進入燃燒室與空氣相遇后可高效燃燒，不存在著火、熄火和火焰穩定性問題，突破了低揮發分粉狀燃料著火難和穩燃難的技術瓶頸，實現了細粉半焦的均溫燃燒，燃燒溫度低于1200℃，燃燒效率大于98%，NOx排放濃度低于100mg/m3，直接達到國家的排放標準，實現了細粉半焦的高效潔凈燃燒。

　　鑒于預熱燃燒技術有巨大應用潛力和良好的研究基礎，2014年度，熱解細粉半焦預熱燃燒技術的研發工作納入了中國科學院戰略性先導科技專項“低階煤清潔高效梯級利用關鍵技術與示范”的研究課題“超臨界循環流化床燃燒技術及示范”的研究內容中。2014年底，研究團隊在研究所廊坊研發中心建設了0.2MW細粉半焦預熱燃燒試驗臺，并開展了熱解細粉半焦預熱燃燒特性的試驗研究，探索了預熱溫度、燃燒溫度、空氣配比等參數變化對細粉半焦預熱燃燒的影響規律。研究結果表明，熱解細粉半焦預熱燃燒穩定，預熱溫度可在850-950℃之間調整，燃燒溫度可在1100-1300℃之間調整，燃燒效率大于98%，NOx最低排放濃度接近100mg/m3，實現了熱解細粉半焦的高效潔凈燃燒，有望成為大規模應用的熱解細粉半焦燃燒技術。

　　2015年，作為中科院先導專項的研究任務，研究人員將進一步開展熱解細粉半焦預熱燃燒的NOx深度控制研究和系統優化研究，為進一步工業應用奠定基礎。