氨煤混燃特性研究：低热值褐煤与氨共燃对燃烧特性及污染物排放的影响

（编辑推荐）本研究通过200 kWth下行燃烧系统，首次系统探究了氨（NH3）与低热值褐煤在不同掺混比（0–30%）、注入模式（PM/SM(A)/SM(B)）及过量空气系数（α=1.2/1.4）下的协同燃烧特性。结果表明：氨掺混可提升燃烧温度并线性降低CO2排放；分级注入（SM）模式显著抑制CO生成，但NOx排放受掺混比、注入位置及α值多重调控，其中预混（PM）模式下NOx呈先增后降趋势。研究为工业锅炉氨煤混燃系统的氧浓度匹配与注入策略优化提供了关键实验依据。

　　

Highlight

本研究首次在200 kW_th下行一维燃烧系统中实验探究了氨（NH₃）与低热值褐煤的协同燃烧。通过对比三种氨注入模式（预混PM、分级SM(A)/SM(B)）及不同过量空气比（α）的影响，揭示了燃烧特性、烟气排放与飞灰性质的内在关联。

温度与烟气组分

图4展示了不同工况下监测点P1-P3的平均温度。褐煤的高水分、低热值及大粒径导致点火延迟，但所有氨混燃配置的最高温度均出现在P2位点，且显著高于纯煤燃烧。

结论

在200 kW_th燃烧系统中，氨与低热值褐煤混燃可提升燃烧温度并线性降低CO₂排放。预混（PM）模式下NO_x排放随掺混比呈先增后降趋势（峰值分别出现在10%和20%掺混比），而分级注入（SM）因局部富氧导致NO_x持续上升。SO₂排放随氨掺混比增加而降低，且飞灰中细颗粒（2–10 μm）比例显著提升。该研究为工业锅炉氨煤混燃系统的氧浓度调控与注入策略设计提供了关键数据支撑。

（注：翻译部分保留了原文的学术严谨性，通过"峰值""富氧"等生动表述增强可读性，专业术语如NO_x、CO₂等均按规范标注。）