通过针对西部特点的煤化学基础研究,认识煤中不同组分和污染元素在热场中的变化规律,开发煤炭高效、洁净利用的新方法。对煤炭解耦燃烧机理的研究将揭示热解气还原氮氧化物过程的规律,为设计适用于西部条件的低污染排放的燃煤设备和开发解耦循环流化床燃煤炉提供理论依据。纯干法脱硫脱硝方法的研究将为解决西部燃煤污染提供新的脱硫脱硝技术。
本项目针对我国西部地区煤炭中污染组分的特点,以各种燃煤设施中污染物的高效、廉价脱除为目标,以煤部分热解(气化)与燃烧耦合集成的优化利用方案为框架,在燃烧前、燃烧中和燃烧后三个阶段研究了多种污染物的变迁和脱除行为,特别是1)研究了西部煤中N、S、Hg、As、Pb、Cd、Cr、Mn等污染元素在燃前的热解和气化过程中的变迁行为,认识了一些宏观规律和特殊现象,为煤燃前热解和污染物定向脱除工艺的形成奠定了理论和实验基础;2)研究了煤热解气和半焦在炉内还原烟气NOx(煤炭解耦燃烧)的行为和机理,研究开发了多种中小型燃煤锅炉并得到了实际应用;3)研究发明了半焦燃烧后烟气同时脱硫脱硝的两个催化剂体系(颗粒状和蜂窝状的V2O5/活性炭和CuO/Al2O3),揭示了脱硫和脱硝机理,同时研究发明了以NH3和H2为还原剂,将烟气中SO2转化为硫铵盐和硫磺的资源化过程,形成了催化剂再生和硫回收一体化的新工艺。本项目的研究深化和扩展了煤中污染物的控制理论,形成的煤炭解耦燃烧技术和干法烟气同时脱硫脱硝及硫资源化技术在我国西部地区将会有非常广阔的应用前景。