煤中灰成分对CO还原NO反应影响的动力学研究

李竞岌^1,2，张翼^1,2，杨海瑞^1,2，杨燕梅^1,2

1. 清华大学热能工程系2. 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室

摘 要：循环流化床锅炉内以CO为主的还原性气体,在大量灰的催化下对NO具有显著的还原作用。针对NO-CO反应动力学进行实验研究,重点考察了灰的存在及其成分对该反应速率的影响。实验中选取5个典型煤种制取灰样,通过X射线荧光光谱技术分析灰成分,并利用小型固定床实验测量不同温度、不同反应物浓度下的NO还原比例,进而拟合反应动力学参数。结果表明,灰中各主要成分对NO-CO反应的催化活性排序为Fe₂O₃>CaO/MgO>Al₂O₃>SiO₂,且Fe₂O₃的作用显著偏高,而SiO₂和Al₂O₃可以视作惰性成分。利用最小二乘法计算灰中各主要成分影响权重,引入基于灰成分质量份额加权和的指数γash,以修正Arrhenius形式的NO-CO反应动力学公式。该公式的计算结果较好地预测了人为配制灰催化条件下的NO-CO反应动力学参数。

关键词：循环流化床;氮氧化物;一氧化碳;灰成分;反应动力学;