中國(guó)是世界上煤炭資源最為豐富的國(guó)家之一，煤炭在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占有舉足輕重的地位，開發(fā)研究深度潔凈的煤炭資源利用技術(shù)，符合我國(guó)的能源安全戰(zhàn)略要求。NOx是煤轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的主要有害氣體之一，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為煤轉(zhuǎn)化過(guò)程中NH3和HCN是NOx的主要前驅(qū)體，該前驅(qū)體進(jìn)一步氧化生成NOx。作為在中國(guó)應(yīng)用較早的潔凈煤技術(shù)，常壓固定床發(fā)生爐氣化技術(shù)一直是工業(yè)燃料氣的主要煤氣化供氣技術(shù)，對(duì)于其造氣過(guò)程中NOx及其前驅(qū)體的產(chǎn)生進(jìn)行系統(tǒng)分析，有助于采取相關(guān)措施控制煤氣中NOx及其前驅(qū)體的產(chǎn)生，從而使煤氣燃燒過(guò)程中生成的NOx得到有效控制。
煤氣發(fā)生爐造氣過(guò)程
煤在煤氣發(fā)生爐內(nèi)的主要反應(yīng)包括熱解、氣化過(guò)程。發(fā)生爐內(nèi)通過(guò)熱解過(guò)程脫除煤中的揮發(fā)物，同時(shí)析出焦油和以CH4、H2、CO為主的干餾煤氣；
單段式發(fā)生爐爐型特點(diǎn)是爐體較低，爐內(nèi)干餾層區(qū)和干燥層區(qū)較薄，操作時(shí)爐頂處須保持1.5~2 m的空層。一段式發(fā)生爐的煤氣生產(chǎn)過(guò)程為：通過(guò)加煤機(jī)將煤加入煤氣發(fā)生爐爐膛內(nèi)，首先進(jìn)行較短時(shí)間的干燥和干餾熱解；然后進(jìn)入氣化反應(yīng)層。作為氣化劑的空氣和水蒸汽自爐底鼓入爐內(nèi)，高溫條件下與氣化反應(yīng)層煤發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成以CO和H2為主要成份的煤氣。
煤氣發(fā)生爐氧化層燃燒區(qū)生成的NO隨該層區(qū)產(chǎn)生的其他氣體一起上行進(jìn)入還原層區(qū)，被還原層區(qū)的CO、半焦以及煤中析出的揮發(fā)分和NH3等還原成N2進(jìn)入煤氣中。
