低挥发分煤燃烧NOx排放特性的试验研究
分级燃烧降低煤粉炉NOx排放的化学机理及影响因素
电站 锅炉中成功应用。如日本的 Nakoso 电厂采用燃料分级燃烧后，NOx 排放量降为 120 mg/Nm 3；在美国的示范工程也取得了令人满意的结果，NOx 的还原率为 58％～77％。
煤燃烧对中国生态环境造成了严重的破坏，所释放的 SO2、CO2、NOx 和粉尘量分别占到 其总排放量的 87%、71%、67%和 60%。燃煤产生的环境污染严重制约了中国能源工业乃至 整个国民经济的更加快速发展。在这之中，电厂排出的氮氧化物（NOx）对人类及整个生 态环境造成了严重的危害。为此，国家环保总局于 1996 年 3 月 7 日颁布了《火电厂大气 污染物排放标准》（GB13223-96），明确规定了 1997 年 1 月 1 日起新、扩、改建 300 MW 及以上火电机组中固态排渣煤粉炉 NOx 排放量不得超过 650 mg/Nm3［1］。
降低燃煤锅炉 NOx 排放的燃烧技术包括采用低 NOx 燃烧器、炉内低过量空气系数运行、 组织沿炉膛高度和水平方向的空气分级、燃料分级燃烧，及尾部烟气再循环等技术。根据 西安热工研究院对中国 21 个电厂的 51 台锅炉 NOx 排放量的调查［2］，采用空气分级燃 烧等传统成熟技术后，锅炉燃用烟煤、褐煤时基本可以达到国家排放标准，但燃用低挥发 分的无烟煤、贫煤和劣质烟煤时还远不能达到国家排放标准，因此针对降低燃用无烟煤、
主要探讨燃料分级燃烧降低 NOx 的化学反应机理，并对影响燃料分级燃烧降低 NOx 排 放的 各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ素进行初步对比分析，以有利于进一步利用燃料分级燃烧降低中国燃煤锅炉的 NOx 排放水平，使大气质量得到改善。
低氧燃烧降低NOX排放技术分析
低氧燃烧降低NOX排放技术分析作者：徐立东曹亮来源：《中国科技博览》2016年第02期[摘要]近年来氮氧化物的危害已越来越受到人们的关注。
氮氧化物是一种危害人体健康、破坏大气环境的有毒污染物。
目前国际上降低锅炉燃烧产生NO x的措施可以分为两类，即低NO x燃烧技术和烟气净化技术。
本文分析了低氧燃烧降低NOX排放技术。
[关键词]低氧燃烧降低NOX排放技术分析中图分类号：TK227.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0101-01一、NOX的危害及预防措施氮氧化物是燃煤电站锅炉排放的大气污染物之一。
氮氧化物是一种危害人体健康、破坏大气环境的有毒污染物，它主要是由煤中含氮化合物和燃烧空气中的氧气在高温燃烧过程中生成的。
它不但与燃烧技术有关，而且与炉内温度和氧浓度有关，而炉温与氧浓度又与锅炉容量、锅炉结构及运行工况等因素有关。
污染物NOx的排放日益严重地影响着环境、气候和人类的健康，成为一个迫切需要解决的问题。
随着人们环保意识的增强，控制NOx的排放和研究低NOx煤粉燃烧理论及技术已成为煤粉燃烧领域的重要课题。
目前国际上降低锅炉燃烧产生NO x的措施可以分为两类，即低NO x燃烧技术和烟气净化技术。
在我国，烟气净化技术的投资相对较高，而低NO x燃烧技术能在不显著增加设备投资甚至不投资的情况下降低NO x排放量，是值得现阶段在我国大力推广应用的技术。
高温燃烧生成大量的氮氧化物。
为了解决这个问题，人们采用了诸如分级燃烧、控制过剩空气量等各种方法降低燃烧区的氧含量，达到降低氮氧化物（NOx）排放水平的目的。
但因此却可能对燃烧稳定性造成一定的损害。
对于现役锅炉充分利用现有设备，通过调整运行方式同样可以实现低NO x燃烧，减少NO x排放量。
二、低氧燃烧降低NOX排放技术（一）低氧燃烧降低NOX排放的原理高温低氧燃烧原理是高温空气燃烧技术赖以发展的基础，使得高温燃烧条件下的氮氧化物的生成与排放受到大大抑制。
煤质特性对燃烧效率的影响研究
煤质特性对燃烧效率的影响研究煤炭是世界上最重要的能源之一，其燃烧效率直接关系到能源利用的效果和环境污染的程度。
而煤质特性对燃烧效率的影响是一个备受关注的研究领域。
煤炭的燃烧过程可以简单地分为三个阶段：干燥、热解和燃烧。
在干燥阶段，煤炭中的水分被蒸发，这个过程需要消耗热量。
煤炭中的水分含量越高，干燥阶段所需的热量就越大，从而降低了燃烧效率。
因此，水分含量是影响燃烧效率的一个重要因素。
除了水分含量，煤炭中的灰分和挥发分也会对燃烧效率产生影响。
灰分是煤炭中不可燃的无机物质，它的存在会降低煤炭的可燃性，从而影响燃烧效率。
挥发分是煤炭中可以在燃烧过程中释放出来的可燃性物质，它的含量越高，煤炭的可燃性就越好，燃烧效率也会相应提高。
此外，煤炭中的硫含量也是一个重要的影响因素。
硫是煤炭中的一种元素，其存在会导致燃烧产生二氧化硫等有害气体。
二氧化硫不仅对环境造成污染，还会对人体健康产生危害。
因此，降低煤炭中的硫含量对于提高燃烧效率和减少环境污染都具有重要意义。
除了上述因素，煤炭的粒度和煤质结构也会对燃烧效率产生影响。
粒度越小，燃烧的表面积就越大，燃烧速度也会相应增加。
而煤质结构的不同也会导致燃烧过程中的反应速率不同，从而影响燃烧效率。
为了研究煤质特性对燃烧效率的影响，科学家们进行了大量的实验研究。
他们通过对不同煤质样品的分析和测试，得出了一系列结论。
例如，煤炭中的水分含量每增加1%，燃烧效率就会降低约0.5%；煤炭中的灰分含量每增加1%，燃烧效率就会降低约1%；煤炭中的硫含量每增加1%，燃烧效率就会降低约0.2%。
这些结论为煤炭的选择和利用提供了科学依据。
在实际应用中，为了提高煤炭的燃烧效率，人们采取了一系列措施。
例如，在煤炭的生产过程中，可以通过洗选等方法降低煤炭中的水分、灰分和硫含量；在燃烧过程中，可以采用先进的燃烧技术，如流化床燃烧和煤粉燃烧等，提高燃烧效率和减少污染物排放。
总之，煤质特性对燃烧效率有着重要的影响。
煤炭的燃烧特性与燃烧机理的研究
煤炭的燃烧特性与燃烧机理的研究煤炭是一种重要的能源资源，在全球范围内被广泛应用于工业、发电和民用领域。
然而，煤炭的燃烧过程不仅与能源利用效率密切相关，还与环境污染和气候变化等问题息息相关。
因此，研究煤炭的燃烧特性和燃烧机理具有重要意义。
煤炭的燃烧特性是指在燃烧过程中煤炭所表现出的一系列物理和化学特性。
其中，煤的燃烧速率、热值、挥发分含量、灰分含量以及气体和颗粒物排放等都是煤炭燃烧特性的重要指标。
煤炭的燃烧速率与煤的结构、粒度和燃烧温度等因素密切相关。
煤炭的热值是指单位质量煤炭所释放的热能，不同种类的煤炭具有不同的热值。
挥发分含量是指煤炭中可在较低温度下蒸发的物质含量，它对煤炭的燃烧速率和热值有重要影响。
灰分含量是指煤炭中不燃烧的无机物质含量，它会影响煤炭的燃烧特性和产生的灰渣。
煤炭的燃烧还会产生大量的气体和颗粒物排放，其中包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等，这些排放物对环境和人体健康造成严重影响。
煤炭的燃烧机理是指煤炭在燃烧过程中发生的一系列物理和化学反应。
煤炭的燃烧过程可以分为三个阶段：干燥、热解和燃烧。
在干燥阶段，煤炭中的水分被蒸发出来，煤的温度逐渐升高。
在热解阶段，煤炭中的挥发分开始分解，产生大量的烃类气体和焦油。
在燃烧阶段，煤炭中的固体碳和烃类气体与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水蒸气等燃烧产物。
煤炭的燃烧机理受到多种因素的影响，包括煤的结构、粒度、燃烧温度、氧气浓度和燃烧条件等。
近年来，随着环境保护意识的增强和能源利用效率的要求，煤炭的燃烧特性和燃烧机理的研究得到了广泛关注。
研究人员通过实验和数值模拟等方法，深入探究了煤炭的燃烧特性和燃烧机理。
他们发现，煤炭的燃烧速率和热值可以通过改变煤的结构和粒度来调控。
挥发分含量和灰分含量对煤炭的燃烧特性有重要影响，可以通过煤的预处理和燃烧条件的调节来降低煤炭的挥发分含量和灰分含量。
此外，煤炭的燃烧机理的研究也为煤炭燃烧的优化和环境污染控制提供了理论基础。
低NOx燃烧技术
欧洲标准：200 mg/m3 ，挥发分较高、发热量高的商品煤。
美国标准： 180 mg/m3，全部挥发分较高的烟煤； 日本标准： 150 mg/m3，基本是燃烧原煤（包括洗块、洗中、洗末） 中国标准： 200 mg/m3，2003年以前投产的锅炉。 100 mg/m3，2003年以后投产的锅炉。 劣质煤（洗中煤、洗末煤）挥发分低、灰分高、发热量低、高水 分的煤种。
4.2 锅炉过量空气系数的影响 当空气不分级燃烧时，降低过量空气系数，在一定程度上会起到限制 反应区内氧浓度的目的，因而对热力型NOx和燃料型NOx的生成都有明显 的控制作用，采用这种方法可使NOx生成量降低15%～20%。但是CO浓度 会随之增加，燃烧效率下降。当采用空气分级时，可以有效NOx排放量， 随着一次风量减少，二次风量增加，N被氧化的速度降低，NOx排放量也 相应下降。
1.3 美国洛杉机光化学烟雾
• 美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及27个州。 • 1952年美国洛杉矶发生光化学烟雾，附近农作物一夜之间严重受害；6.5 万公顷的森林，29％严重受害，33％中等受害，其余38％也受轻度损害。
2
序号
“十二五”国家主要污染物总量控制(GB13223-2011)
污染物项目 烟尘 全部 新建锅炉 二氧化硫 适用条件 限值 30 100 200(1) 200 400(1) 100 200(2) 0.03 30 100 200 污染物排放监控位置
挥发分N/燃料N,%
时间,ms
影响NOx生成的主要因素是： 一、炉膛温度水平，炉膛温度越高，NOx排放量越大； 二、高温燃烧区的含氧量，过量空气系数越高，NOx排放量越大。 因此在低NOx燃烧器设计时，在高温区低氧、在相对低温区过氧的燃烧方 式。
煤的工业分析实验报告
煤的工业分析实验报告1. 引言煤是一种重要的能源资源，广泛应用于工业和生活领域。
为了了解煤的工业特性和分析方法，我们进行了一系列实验，旨在对煤的成分、燃烧特性以及环境影响进行分析。
2. 实验目的本实验的目的是通过一系列实验方法，对煤的工业分析进行深入研究，包括以下几个方面：1.分析煤的元素组成和质量特性；2.研究煤的燃烧特性，包括灰分、挥发分和固定碳的含量；3.分析煤的环境影响，包括二氧化碳排放和气候变化等。
3. 实验方法3.1 煤的取样和制备我们从工业煤矿中采集了多个煤样，并进行了样品制备。
首先，我们将煤样进行破碎和研磨，以获得均匀的粉末样品。
然后，我们从粉末中取出适量样品，用于后续的实验分析。
3.2 煤的元素组成分析我们采用了X射线荧光光谱仪（XRF）对煤的元素组成进行分析。
通过该仪器，我们可以快速准确地测定煤样中各种元素的含量，包括碳、氢、氧、硫等。
3.3 煤的燃烧特性分析我们使用煤的热值测定仪器对煤样的燃烧特性进行测定。
该仪器可以测量煤样的发热量，从而了解煤的热能价值。
同时，我们还对煤样的灰分、挥发分和固定碳进行分析，以了解煤的燃烧性能和煤质特征。
3.4 煤的环境影响分析为了研究煤的环境影响，我们对煤燃烧过程中产生的二氧化碳排放进行了测定。
我们使用了气体分析仪对煤燃烧产生的废气进行采样，并分析其中二氧化碳的含量。
通过对二氧化碳排放的测定，我们可以评估煤燃烧对环境的影响。
4. 实验结果经过实验分析，我们得到了以下结果：1.煤样的元素组成分析表明，煤中主要含有碳、氢、氧和硫等元素，其中碳是主要元素，占煤样质量的大部分。
2.煤样的燃烧特性分析结果显示，煤样的热值较高，表明其具有较高的热能价值。
同时，煤样的灰分、挥发分和固定碳的含量也得到了测定和分析。
3.煤燃烧产生的二氧化碳排放测定结果显示，煤燃烧是一个高碳排放过程，对二氧化碳的排放有一定的影响。
5. 结论通过对煤的工业分析实验，我们得到了以下结论：1.煤是一种重要的能源资源，具有丰富的碳含量和较高的热能价值。
准东煤锅炉低氮燃烧器改造后NOx排放特性试验研究
。
５ ２。
王兴无等 ： 准 东煤锅 炉低 氮 燃 烧 器 改造 后 ＮＯｘ排 放特 性试 验 研 究
凹 商口 国 皿 画
Ｄ ∞ ｃ
第 ４期
ＮＯ ｘ） Ｂ 。
Ｂ
Ａ
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在 煤粉 锅炉燃 烧 温度下 ，燃 料型 Ｎ Ｏ ｘ占 ８ ０ ％左
口 ｓ ｏ Ｆ Ａ ３
２ ０ １ ４年 之前 ， 重 点 地 区大 型 电站 锅 炉 的 Ｎ Ｏ ｘ排放 浓
度， 需降至 １ ０ ０ ｍ ｇ ／ ｍ （ 干烟气 ， Ｏ ２ ＝ ６ ％， 下同） 以内【 ｌ 】 。 照 此标 准 ，国网能 源阜 康 电厂 首先 在 电厂 １ 锅 炉上进行低氮燃烧器改造 ，将 Ｎ Ｏ ｘ 排放浓度降低至
低 氮 燃 烧 器 改 造 的设 计 煤 种 为 准 东 五 彩 湾 烟
煤， 其煤质特性见表 ｌ 。 由其分析可以看出， 准东煤挥 发分高 、 灰分和灰熔点低 ， 具有极易着火 、 极 易燃尽 和 结焦严 重 的特点 。
表１ 低氮燃烧器改造前、 后 煤 质 特性
脱除的污染物 。按照最新 的 Ｎ Ｏ ｘ 排放标准要求 ， 在
第１ １ 卷 第 ４期
燃煤锅炉降低NOx排放控制技术探讨
燃煤锅炉降低NOx排放控制技术探讨摘要:氮氧化物是燃煤电站锅炉排放的大气污染物之一。
通过研究低NOx排放控制技术,论述了锅炉烟气净化、低NOx燃烧技术措施,是实现降低NOx污染物排放的可靠保证。
关键词:氮氧化物煤粉锅炉低NOx燃烧调整0引言近年来,氮氧化物的危害已经越来越受到人们的关注,治理氮氧化物污染已是大势所趋。
燃煤锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物严重地危害了生态环境,成为电站锅炉烟气污染物主要控制指标之一。
煤燃烧生成的氮氧化物主要包括NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等几种,统称为NOx。
通常燃烧情况下,氮氧化物中NO占有90%以上,其毒性很大,极易和动物血液中的血色素结合,造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。
另外NO2占5%至10%,是由NO氧化生成的,对呼吸器官粘膜有强烈的刺激作用,尤其对肺部,其毒性较SO2和NO都强。
经紫外线照射和与排烟中的碳氢化合物接触,NO2会生产一种浅蓝色的有毒光化学烟雾。
光化学烟雾对人的眼、鼻、心、肝、肺造血组织等均具有强烈的刺激和损害作用。
燃烧过程中NOx的产生机理一般分为如下三种:第一种是热力型NOx。
燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其生成过程是一个不分支连锁反应。
当T1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。
第二种是瞬时反应型(快速型) NOx。
碳氢化合物燃料在浓度过高时燃烧,分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N,再进一步与氧气作用而生成,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。
第三种是燃料型NOx。
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600℃到800℃时就会生成燃料型,在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
目前,世界上降低燃煤锅炉燃烧产生NOx的措施分为两类,即烟气净化技术和低NOx燃烧技术。
在我国,烟气净化技术的投资虽然相对较高,但脱除NOx的效率很高,面对日益严格的环保排放标准,增加烟气净化装置是势在必行;低NOx 燃烧技术则能在不显著增加成本的情况下降低NOx浓度,达到降低净化装置运行费用的目的,值得大力推广应用。
N和挥发分对低NOx燃烧锅炉氮氧化物排放的影响
图 Ｎ 含量 随挥发分含量的变化
排 放浓 度和煤 质分 析数 据 这些 锅炉 大多 属 于 当时 的主力 机组 ． 中主要是 直 流燃烧 器 切 圆燃 烧 锅炉 ， 其
所 有 煤种 从 图 ｌ可 以看 ｍ 。 对于 所考 察数 据 库 中 的煤 种 ， 随干 燥无 灰 基挥 发分 含量 （ ） 增加 ， Ｖ 的 收 到基 Ｎ含 量 （ 呈逐 渐降 低 的趋势 ， Ｎ） 只有少 数挥 发 分很 高 的褐 煤稍 偏离 这一趋 势
料 对于 所统计 的 锅炉 和煤 种 ． 燃煤 高挥 发分含 量煤
度 随 Ｎ、 发 分 含 量 的 增加 有 降低 的 趋 势 ， 质 仍 然是 锅 炉 ＮＯ 放 质 量 浓 度 的 主要 影 响 因素 。 挥 煤 排 关 键 词 ： 粉 锅 炉 ； ＮＯ 烧 ； 煤 低 燃 ＮＯ 放 ； 排 煤质
中 图 分 类 号 ：Ｋ ２ Ｔ ２７
文 献 标 志 码 ： Ｂ
锅 炉 Ｎ 放 质 量 浓 度 与 燃 煤 的 挥 发 分 含 量 ０ 排 之 间的关 系如 图 ２所 示 （ 图中 曲线 仅用 于显 示变 化 趋势 ） 。从 图 ２可 以看 出 ， 锅炉 燃用 煤种 主要 是贫 煤
和 烟煤 ．但 挥 发分 含ห้องสมุดไป่ตู้量在 ２ ％～３ ％之 间 的较少 ． ０ ０ 因为这 一范 围的烟 煤 主要 是 炼焦煤 ．不用作 锅 炉燃
ＮＯ 排放测 量 结果 时 ，则对 相 同煤 种条件 下 各试验 工况 的 ＮＯ 排 放质 量 浓度 进行 平 均 。为 了 比较 ， 所 有 的 Ｎｏ 排放 结 果 数 据 均 折 算 到 过 量 空 气 系 数 为
降低煤粉燃烧过程中NOX生成的研究
降低煤粉燃烧过程中NOX生成的研究摘要：分析了煤粉燃烧生成NO X的3种机理，了降低NO X生成的措施，运用循环流化床(CFB)燃烧技术、空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、催化燃烧技术、烟气再循环燃烧技术，在综合各项降低NO X生成措施的基础上，提出了降低NO X生成较为理想的燃烧方法：在燃料分级的基础上加入催化剂。
关键词：煤粉燃烧；降低NO X生成；机理1引言近几年来，我国火电装机容量大幅度提高，燃煤量也随之上升。
煤炭作为一种化石燃料，在燃烧过程中形成的氮氧化物，如不及时控制处理，会与碳氢化合物在晴天阳光紫外线的作用下，形成一种浅蓝色的光化学烟雾，数日不散。
这既不利于人与自然的和谐发展，也与人类追求高质量的生活环境相违背。
脱除燃烧生成的NO X，目前有2种方法，一种就是在燃烧过程中除去NO X，另一种即在排除烟气时脱去其中的NO X。
从NO X的生成机理上，主要从燃烧过程中寻找相应的措施，并在前人经验的基础上，提出了比较理想的控制NO X燃烧技术。
2NO X生成机理煤作为一种化石能源，在数千年的形成过程中，它本身含有氮元素。
当煤作为一种燃料燃烧时遇到空气中的氧气，这些氮元素在不同的温度下与氧生成不同的氮氧化物，这些氮氧化物以NO、NO2、N2O、N2O5的形式存在，其中NO和NO2统称为NO X，NO X也是煤燃烧过程中的主要生成物，而NO在NO X中占到90%以上，NO2占5%~10%。
煤燃烧过程中，在生成NO X的过程中，同时也有NO X被还原成N2的化学反应生成，这些反应受温度以及燃料浓度的影响。
NO X 的生成主要有几个方面。
2.1热力型NO X的生成热力型NO X的生成是指助燃空气中的氮在1500℃以上的高温环境下遇到氧生成的氮氧化物，也称为温度型的NO X。
反应如下：N2+ONO+N，N+O2NO+O，N+OHNO+H.高温环境下总的反应方程式为：N2+O22NO,NO+12O2NO 2.热力型NO X生成预测式：=λ+1/2t式中，，，分别为相应组分NO，N2，O2的浓度；λ为反应速度常数，与温度成指数函数关系，随着温度的上升而急剧增大；t为时间。
低挥发分水煤浆工业燃烧试验研究
图 ２ 水煤 浆燃烧炉 内情况
流量计 ， 以测定 锅 炉 供水 流 量 。采 用 烟 气 分 析仪 测 定 烟气 中的成分 及 其 含量 ， 用 数 字 式 温 度表 测 定 采
各 介质 的温度 。
２ 工 业燃 烧 试 验
２ １ 燃烧 系统流 程 ． 医院 １ ｈ 炉 型号为 Ｓ Ｓ Ｏ一１２ Ｊ ０ｔ 锅 ／ ＺＩ ．５一 。锅 炉
全国中 文核心期刊 矿业类核心 期刊 （ ｈ— Ｄ规范） Ｃ ＪＣ 执行优秀期刊－ Ｊ
ｒ
低灰 分 ， 挥 发 分 ， 发 热 量 煤 。煤 泥 的挥 发 分 远 低 高
低 于一 般水 煤浆 用 煤 的挥 发 分 含 量 。 因此 ， 验 重 实
是停 止供 浆锅 炉 内 的燃 烧 情 况 。从 图 ２来 看 ， 内 炉
性 。锅 炉 的 热 效 率 可 以 通 过 ２种 方 法 得 到 。 一
是 将 锅 炉 有 效 利用 热 除 以 输 入 锅 炉 的 总 热 量 ； 二
是 输 人 锅 炉 的 总 热 量 减 去 散 失 的热 量 然 后 被 输
入 锅 炉 总 热 量 来 除 。前 者 得 到 的 热 效 率 称 为 锅 炉 正 平 衡 热 效 率 ， 者 则 称 为 锅 炉 反 平 衡 热 效 后 率 。正 平 衡 锅 炉 热 效 率 的 计 算 和 测 定 比较 简 单 ， 通 过 测 定 锅 炉 的 有 效 利 用 热 和 每 小 时 燃 料 消 耗 量 基 燃 料 的低 位 发 热 量 就 可 计 算 ， 种 方 法 称 为 这
正 平 衡 法 。 用 正 平 衡 法 测 定 的 锅 炉 热 效 率 不 能 判 断 出 影 响 锅 炉 热 效 率 的 因 素 ， 而 也 不 能 指 出 因 提 高 锅 炉 热 效 率 的 具 体 措 施 。 而 反 平 衡 法 虽 然
低挥发分煤燃烧技术的考察报告
与常规燃烧方式相比, 循环流 化床锅炉有很多优点, 主要包括:
( 1) 良好的环保性能。循环流 化床锅炉可直接向炉内添加廉价的 石灰 石, 脱 除燃 烧过 程中产 生的 SO2, 当 Ca、S 的 摩尔 比 在 1 5~ 2 5 范围内, 脱硫效率可达 90% 以 上, 可 满足 较 严格 的 SO2 排 放标 准。较低的运行温度( 850~ 900# ) 和分 级燃烧 使 NOx 排放量 只有煤 粉炉的 1/ 3~ 1/ 4。
2004 年 3 月下旬, 由贺纸公司 技术人员组成的考察组, 行程 2000 多 km 到广西柳州市、合山市、河池 市、象州县等地的电力、化工企业热 电站进行低挥发分煤燃烧技术的考 察, 共参观考察了 13 台锅炉, 对广 西内使用低挥发分、低热值燃煤的 燃烧技术有了一定了解, 为技术改 造提供了思路。
性广, 对劣质煤( 或无烟煤) 的稳燃 效果明显, 特点如下:
( 1) 充分 发 挥 向火 侧 着 火优 势, 实现高煤粉浓度( 最佳煤粉浓 度) 的燃烧, 优化了切圆燃烧的总 体着 火条 件, 提 高了 燃烧的 稳定 性;
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( 2) 船体外腔( 罩) 可减少船体 表面的 温 度, 防 止 高温 变形, 同 时, 它可减少回流区四周不合理的 气流卷吸, 保证回流区的长度和回 流量的稳定, 强化高温烟气回流, 从而强化煤粉气流的着火、稳燃和 燃烬;
燃煤电厂烟气有机污染物排放特性研究
燃煤电厂烟气有机污染物排放特性研究发布时间：2021-06-07T03:05:05.343Z 来源：《中国科技人才》2021年第9期作者：岳朴杰孟磊谷小兵王长清孙钰[导读] 煤炭在世界能源体系中有着举足轻重的地位，在最新世界能源结构份额统计中，煤炭在世界能源结构中的份额为27%，且为发电的最大单一能源。
值得注意的是，在诸如中国、印度、印尼、越南等新兴经济体中，煤炭消费量持续增加，且主要以燃煤发电为主，短时期内燃煤产生的有机污染物对人体产生的影响受到了广泛的关注。
大唐环境产业集团股份有限公司摘要：燃煤产生的有机污染物危害是不同国家、地区所面对的共同难题，也是当前煤燃烧领域研究的重点问题。
本文对燃煤电厂气态有机污染物的生成机理、排放特性以及目前估算燃煤电厂气态有机污染物排放主要采用的方法进行了概括，对目前燃煤电厂有机污染物研究现状进行了综合评述，以期为燃煤电厂有机污染物的进一步研究提供参考。
关键词：煤燃烧；有机污染物；排放0 概述煤炭在世界能源体系中有着举足轻重的地位，在最新世界能源结构份额统计中，煤炭在世界能源结构中的份额为27%，且为发电的最大单一能源。
值得注意的是，在诸如中国、印度、印尼、越南等新兴经济体中，煤炭消费量持续增加，且主要以燃煤发电为主，短时期内燃煤产生的有机污染物对人体产生的影响受到了广泛的关注。
由煤燃烧产生的气态有机污染物种类复杂，主要包括两个互补结构：由稠合的芳族和氢芳族单元组成的大分子不溶相；可溶于有机溶剂的脂肪族烃，多环芳族和氢芳族烃，羟基化多环芳族化合物和杂环化合物中小分子化合物的分子相。
按照沸点的不同分为易挥发性有机物VVOCs、挥发性有机物VOCs、半挥发性有机物SVOCs和颗粒有机物POMs。
气态有机污染物对环境、人体健康都有重要影响。
Munawer 等[1]研究指出，煤燃烧产生的有机污染物将长期存在于空气和水中，从而导致严重的环境与健康问题，并影响人体和动物骨骼畸形和肾功能不全，同时气态有机污染物会导致臭氧消耗和南极臭氧空洞的形成。
低NOx燃烧技术
燃煤锅炉的低NO x燃烧技术NO x是对N2O、NO2、NO、N2O5以及PAN等氮氧化物的统称。
在煤的燃烧过程中.NO x生成物主要是NO和NO2.其中尤以NO是最为重要。
实验说明.常规燃煤锅炉中NO生成量占NO x总量的90%以上.NO2只是在高温烟气在急速冷却时由局部NO转化生成的。
N2O之所以引起关注.是由于其在低温燃烧的流化床锅炉中有较高的排放量.同是与地球变暖现象有关.对于N2O的生成和抑制的内容我们将结合流化床燃烧技术进行介绍。
因此在本章的讨论中.NO x即可以理解为NO和NO2。
一、燃煤锅炉NO x的生成机理根据NO x中氮的来源及生成途径.燃煤锅炉中NO x的生成机理可以分为三类：即热力型、燃料型和快速型.在这三者中.又以燃料型为主。
它们各自的生成量和炉膛温度的关系如图3-1所示。
试验说明.燃煤过程生成的NO x中NO占总量的90%.NO2只占5%～10%。
1、热力型NO x热力型NO x是参与燃烧的空气中的氮在高温下氧化产生的.其生成过程是一个不分支的链式反响.又称为捷里多维奇〔Zeldovich〕机理→(3-1)O2O2(3-2)+→NONNO+2(3-3)→N++OONO2如考虑以下反响→+(3-4)N+HNOOH那么称为扩大的捷里多维奇机理。
由于N≡N三键键能很高.因此空气中的氮非常稳定.在室温下.几乎没有NO x生成。
但随着温度的升高.根据阿仑尼乌斯〔Arrhenius〕定律.化学反响速率按指数规律迅速增加。
实验说明.当温度超过1200℃时.已经有少量的NO x生成.在超过1500℃后.温度每增加100℃.反响速率将增加6～7倍.NO x的生成量也有明显的增加.如图3-1所示。
但总体上来说.热力型NO x的反响速度要比燃烧反响慢.而且温度对其生成起着决定性的影响。
对于煤的燃烧过程.通常热力型NO x不是主要的.可以不予考虑。
一般来说通过降低火焰温度、控制氧浓度以及缩短煤在高温区的停留时间可以抑制热力型NO x的生成。
生物质燃料的燃烧特性和排放控制
生物质燃料的燃烧特性和排放控制随着环保意识的不断加强和对化石能源的不断限制，生物质燃料作为一种清洁能源，在各个领域的应用逐渐增加。
从全球范围来看，生物质燃料已经成为了非常重要的替代能源之一，被广泛用于发电、供热、交通运输等领域，并且不断推动了生物质燃料技术的不断发展。
但是，随着生物质燃料的大规模应用，对生物质燃料的燃烧特性和排放控制问题也越来越引起人们的关注。
本文就结合相关研究，分析了生物质燃料的燃烧特性和排放控制的相关问题。
生物质燃料的燃烧特性生物质燃料是指在自然界中可再生的有机物，主要包括生物质固体颗粒、生物质油和生物质气体。
相对于传统的化石燃料，生物质燃料具有碳中和、易获得、无需输送、无二次污染等优点。
但是，生物质燃料本身也存在一些缺点，如能量密度低、组分及性质的多样性、易腐败和贮存不易等问题。
为了实现生物质燃料的有效燃烧利用，必须深入了解其燃烧特性。
生物质燃料的燃烧过程包括两个阶段：初期燃烧和主要燃烧。
初期燃烧是指生物质燃料在接触到氧气后，挥发分和一些易燃气体先燃烧，并释放出大量挥发分、烟雾和热量。
初期燃烧的特点是温度低、火焰不稳定、产生大量的不完全燃烧产物和颗粒物。
主要燃烧是指生物质燃料中的固体和液体成分在较高温度下充分燃烧，释放大量热量，维持持续的燃烧过程。
主要燃烧的特点是温度高、火焰稳定、完全燃烧产生的废气相对较少。
燃烧过程中，由于各种因素影响，生物质燃料的燃烧特性会发生改变，形成一些不同的燃烧特征。
例如，生物质燃料的含水率、大小和形状等因素会影响其燃烧温度和火焰形态；生物质燃料的种类和化学成分影响其燃烧产物和副产物的种类和量；燃料和空气混合比例会影响燃料燃烧的完全程度及产生的氧化物排放。
排放控制在生物质燃料燃烧过程中，排放物是无法避免的，每种类型的排放物的出现都有其特定的因素。
主要有以下三种排放物：一氧化碳（CO）、一氧化氮（NOx）和有机物（VOCs）。
一氧化碳是生物质燃料燃烧中一种常见的主要有毒有害气体。
NOx的产生机理及排放控制技术
• 光化学烟雾气体，直接危害人体（皮肤癌）
一、简介：
氮的生命循环
一、简介：
• 全球性效应： global effect A、温室效应 B、臭氧的形成与破坏
NOx的危害
• 区域性效应： regional effect A、光化学烟雾 B、酸沉积：酸雨
( RO2 :有机过氧官能团) ( HO2 :过氧氢化物官能团)
• 平流层：欠氧 NO + O3 ---> NO2 + O2
• 直接危害人体健康：
（破坏臭氧层）
一、简介：
NO2的特点
• 主要来源：NO的氧化（烟气NOx中的比例<10%）
• 大气中（对流层，尤其是近地层） ：
NO2 -光照-> NO + O
• CR＝【最终生成的NO浓度】÷
•
【燃料全部转化成NO的浓度】
• 试验研究表明，影响CR的主要因素是煤 种特性以及炉内的燃烧条件。
燃料中氮含量对NOx转化率的影响
0.6
余气系数＝
0.5
1.20.1
0 0.5
1
1.25
1.5
1.75
2
燃含料氮比(F量C/V)
煤燃料比FC/V对NOx转化率的影响
• PAN：CH3COO2NO2，硝化过氧乙酰 • 来源：
CH3COO2 + NO2 + M ---> CH3COO2NO2 + M
（NMHC：CH3COO2，异甲烷碳氢化合物）
O + O2 + M ---> O3 + M (伴生反应) • 普遍存在
• 寿命：几小时~几个月，温度越低寿命越长。
燃烧调整对NOX排放影响
燃烧调整对NO X排放影响王杭州（厦门华夏电力公司，厦门，361026）摘要：论文以厦门嵩屿电厂一期2×300MW燃煤机组通过燃烧调整分别对燃烬风、氧量、磨组合方式、配风方式等对NO X排放量的试验并进行分析，并得出结论。
为旧机组增加SCR 脱硝系统，减少运行喷氨量，节约脱硝运行成本和降低对大气NO X排放，提供一定参考。
关键词：燃烧调整；选择性催化还原技术(SCR)；NO X在燃煤电厂排放的大气污染物中，NO X因为对生态环境和人体健康的危害极大，且难以处理，所以成为重点控制排放的污染物之一，多年来，我国对NO X的治理还很有限。
我们知道，目前控制NO X排放的主要措施有燃烧中脱硝和燃烧后脱硝两种。
如果在燃烧中通知采用低NO X燃烧器，加之通过合理的燃烧调整，则可大大减少NO X的排放量，从而可大大减轻SCR 运行成本，因此通过燃烧调整来减少燃煤电厂污染物的排放，具有积极的意义。
煤粉炉烟气中NO x形成分为燃料型、热力型和速度型。
在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NO x含量较多，快速型NO x极少。
燃料型NO x是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NO x，燃料中氮并非全部转变为NO x，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NO x排放总量，可采取：(1)减少燃烧的过量空气系数；(2)控制燃料与空气的前期混合；(3)提高入炉的局部燃料浓度。
热力型NO x是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NO x，产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性，其次是高的氧浓度，要减少热力型NO x的生成，可采取：(1)减少燃烧最高温度区域范围；(2)降低锅炉燃烧的峰值温度；(3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
燃烧调整上，维持低氧量燃烧，以配风为主，兼顾其它问题。
本文通过燃烧调整分别对燃烬风、氧量、磨组合方式、配风方式等对NO X排放量的试验并进行分析，并得出结论。
1、锅炉的概况为分析锅炉燃烧调整对NO X排放的影响，以嵩屿电厂300MW机组1025t/h锅炉为对象，进行了试验研究。
3燃煤电厂锅炉降低NOx排放的燃烧技术措施
放浓度为1100mg/m3。
二、控制氮氧化物排放的技术
1.低NOx排放燃烧技术
特点: 通过对运行方式的改进或对燃烧过程进行控制，来抑 制燃烧过程中NOx的最终排放量。 比较简单、易行，初投资较低，运行费用也低得多， 但降低NOx排放的幅度受到一定的限制。
2. 脱除NOx的烟气净化技术
特点： 将在炉内燃烧过程中已生成气体污染物NOx，通过烟 气处理的技术措施来大大降低NOx排放量。 大幅度地降低烟气中NOx排放浓度，但初投资大，运行 费用高。
1.3
部分燃烧器运行方式
二、燃烧空气分级技术
1、空气分级技术的基本原理
燃烧温度下降，燃烧速度降低，生成热力型Nox 主燃烧区 （富燃料区） 还原气氛，NO被还原N2,燃料型Nox降低 燃尽区：富氧燃烧，火焰温度较低，热力型NOx降低。
2、实施空气分级技术的主要影响因素
（1）空气分级燃烧技术会对锅炉的燃烧带来一些 不利的影响因素，如：
宽调节比燃烧器 ：实际上也是一种浓、淡型煤 粉燃烧器。这种燃烧器的主要性能是在低负荷 下，不投油仍然能稳定燃烧。故其对锅炉负荷 变化时的燃烧调节范围比较宽。
A—PM型浓淡浓燃烧器：
主要技术是将原来的PM型浓、淡燃烧
器改进为A-PM型浓、淡、浓燃烧器，
（2）旋流燃烧器
煤粉气流或热空气 通过旋流器时，发生旋 转，从喷口射出后即形 成旋转射流。 利用旋转射流，能形 成有利于着火的高温烟 气回流区，并使气流强 烈混合。
第三章
常规燃煤电厂低氮氧 化物NOX燃烧技术
长沙理工大学能动学院 热动教研室 田红
3.1 概述
一、氮氧化物排放的现状和限制
（指NO和少量的NO2，N2O，N2O3）
低挥发分煤低NO_X燃烧技术研究与开发
Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒ Ｌｏ —Ｖｏ ａ ｉ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｗ — ｌｔｌ Ｃｏ ｌ ｅ
ＬＵ Ｋ ｊｎ ， Ｕ Ｊ Ｋ Ｎ ｉｇ— ａ Ｆ Ｉ ｕ Ｓ Ｎ Ｒ ｉ，Ｕ ｈ ｏ ｅｇ Ｉ ｅ— ｕ Ｘ ｉ ， Ｏ Ｇ Ｌｎ ｊｎ ， Ｅ ｎ ，Ｕ ｕ Ｓ Ｎ Ｓ ａ —ｚｎ ｅ Ｊ
贫煤
％ ％ ％ ６． ８ １３ ．５
用也最普遍 ， Ｏ 脱 出效率 达 １％ ～ ０ ４６； Ｎ ５ ３ ％Ｅ 低 － Ｊ
Ｎ 烧 器 基 于 空气 分 级 原 理 设 计 ， 类 较 多 ， Ｏ燃 种 如 Ｐ Ｐ ｌ ｔ ｎＭｉｉ ｕ 型直 流式低 Ｎ Ｍ（ ｏｌ ｉ ｎｍ ｍ） ｕｏ Ｏ 燃烧器 和 双 调风 低 Ｎ 烧器 等 ， 中水 平 浓 淡 风煤 粉燃 烧器 Ｏ燃 其 是一 种最 具 代 表 性 的 新 型 低 Ｎ 粉 燃 烧 器 Ｊ Ｏ煤 。 目前 外 国正 在 开发 的低 Ｎ 烧技 术可 以控制 Ｎ Ｏ燃 Ｏ 生成 量在 ２ ０ｍｇ Ｎ 右 。 国 内 自主 研 发 的新 ０ ／ ｍ 左 型低 Ｎ 烧技 术在 控制 Ｎ Ｏ燃 Ｏ 排放 水平 上 已经 达 到 国际先进 水 平 。如 哈 尔滨 工 业 大 学 的“ 包 粉 ” 风 系 列低 Ｎ Ｏ 浓淡 燃 烧 器及 上 海 理 工 大学 的双 通 道 浓
加 ， 制 燃煤 电站 Ｎ 放 至 关重要 。本 文介 绍 目前 国 内燃煤 电站 主要 采 用的低 Ｎ 控 Ｏ排 Ｏ 燃烧技 术 ， 重
点通 过低 挥发 分 贫煤燃 烧过 程 Ｎ 放特 性 的 实验研 究 ， 出新 一代 立体 分级低 氮燃烧技 术 ， 以 Ｏ释 提 可 有效 降低 燃 贫煤锅 炉 Ｎ 放 。 Ｏ排
产生 Ｎ Ｏ 主要 为燃 料 型 Ｎ 其 中燃煤 电站 排 放 的 Ｏ，
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低挥发分煤燃烧 NOx 排放特性的试验研究
方立军 1, 高正阳 2, 阎维平 2, 惠世恩 1
1 西安交通大学能源与动力学院 陕西 西安 710049; 2 华北电力大学动力工程系 河北 保定 071003
EXPERIMENTAL STUDY ON PERFORMANCE OF NOX EMISSION FOR LOW VOLATILIZATION COALS
给粉机
数据采集处 理输出系统
引风机
电
加
1
热 空
2
预 器
3
4
二液 次化 风气
一 次 风
5
6
图 1 煤粉燃烧试验台系统示意图 Fig. 1 Schematic drawing of experimental apparatus
验过程中 控制炉内总的过量空气系数是通过调 节一 二次风风量来实现的 一次风风温为室温 二次风风温加热为 250 具体实验工况见表 2
Fig. 6 NO concentration of three blended coals
along the axis of furnace
4.2 单煤及混煤 NO 生成规律分析
燃煤产生的 NOx 可分成燃料型 热力型和快 速型 3 种类型 其中燃料型 NOx 占 75%~90%[4] 在 试验中 炉内最高温度低于 1500 因此可认为试
烟气分析系统采用德国 ROSEMONT 公司生 产的烟气分析仪 该设备可同时对烟气中 CO CO2 SO2 NO 及 O2 等 5 种气体成分进行在线检 测 烟气采集和分析系统如图 2 所示
试验用无烟煤和贫煤的工业分析见表 1 无烟 煤与贫煤分别按 3:1 1:1 1:3 的比例进行混配 简称为混煤 wp31 混煤 wp11 和混煤 wp13
图 3 试验煤样炉膛出口处的 NO 浓度分布 Fig. 3 NO concentration of the coals in the exit of furnace
900
工况 7
700 工况 6
500
NO 浓度/(mg⋅Nm-3)
300
Fig. 4
100 12
3
4
5
6测点
图 4 贫煤沿炉膛纵向的 NO 浓度分布
ABSTRACT Low volatile coals such as anthracite and lean coal are used for more and more high capacity utility boilers recently in China; especially the two kinds coals are often blended for improving the plants economic and combustion performance. In the paper, performance of NOx emission and the burnout of the two single coals and the binary coal blends (the ratios were 3:1, 1:1,1:3 respectively) in different excess air ratios have been studied in a pilot combustion research facility (CRF). The normal output of the CRF is 138kW. The aim of present study is to investigate the contributing factors of NOx emission and the relationship between the char-N and the volatile-N during their combustion. By analyzing the experiment results, the performances of NOx emission of the coals are found. NOx emission is occurred mainly in the prophase during the combustion. The coal blends like the single one that NOx concentration along the axis of furnace has one peak value. The experimental results show that to the low volatile coals, the char-N is a main attribute to the total amount of NOx emission during its combustion and in a range of excess air ratios, a low NOx emission and high burnout could be gotton.
KEY WORDS Low-volatile coal Combustion research facility (CRF) NOx Emission Excess air ratio
摘要 无烟煤和贫煤等低挥发分煤在国内许多大型机组上 得到广泛使用 该文利用一功率为 138kW 的小型煤粉燃烧 实验台对上述单一煤种及其两者间 3 种配比混煤的不同配 风下 NO 的生成规律进行了试验研究 通过对试验数据的 整理和分析 认为无烟煤和贫煤及其混煤在燃烧过程中氮 氧化物的释放主要聚集在煤粉燃烧前期 且混煤和单煤一 样 NO 浓度在炉膛内仅存在一个峰值 焦碳 N 是低挥发分
图 5 无烟煤沿炉膛纵向的 NO 浓度分布
Fig. 5 NO concentration of lean coal along the axis of
furnace
wp13(工况 33)
NO 浓度/(mg⋅Nm-3)
800 wp11(工况 27)
500 wp31(工况 33)
200
12
4
5
6测点
图 6 混煤沿炉膛纵向的 NO 浓度分布
见图 3 沿炉膛纵向的 NO 浓度(6%O2)分布见图 4~ 图6
800
700
NO 浓度/(mg⋅Nm-3)
取样枪
滤杯
干燥剂 流量计
600
烟气分析
真空泵
图 2 烟气采集及分析系统流程图 Fig. 2 Schematic drawing of gas sampling and
analyzing system
第 23 卷 第 8 期 2003 年 8 月
文章编号 0258-8013 (2003) 08-0211-04
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
中图分类号 TK227 文献标识码 A
Vol.23 No.8 Aug. 2003 ©2003 Chin.Soc.for Elec.Eng.
2 试验系统和设备
煤粉燃烧试验台是模拟电厂锅炉炉内燃烧工 况的试验设备 该试验台的额定给粉量为 20kg/h 炉膛内径为 300mm 高 2580mm 垂直布置 燃 烧器为旋流式 配有数据记录和控制系统 燃烧 系统 冷却烟气系统和旋风分离系统 图 1 为煤 粉燃烧试验台的系统示意图 图中 1~6 为沿炉膛 纵向自上而下 6 个测孔
过量空气 系数α 1.136 1.149 1.214 1.149 1.060 1.100 1.153 1.166 1.232 1.109 1.076 1.143 1.170 1.183 1.250 1.149
4 试验结果及分析
4.1 单煤及混煤 NO 排放的试验结果 单煤及混煤炉膛出口处 NO 浓度(6%O2)分布
煤燃烧时形成氮氧化物的主要成分 合适地选取过量空气 系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低 NO 燃烧
关键词 低挥发分煤 煤粉燃烧实验台(CRF) NOx 排放 过量空气系数
1 引言
低挥发分煤在我国煤炭总储量中占很大的比 重 约占煤炭贮藏量的 16%以上 而根据我国的 燃料政策 电站锅炉燃用低挥发分煤是一项基本 任务 如何合理开发和利用这类煤种是我国煤炭 政策的重要一环 根据我国发电用煤质量标准 干燥无灰基挥发分 Vdaf < 20%为低挥发分煤 Vdaf < 6.5%为特低挥发分煤 低挥发分煤主要指无烟煤 贫煤和劣质烟煤 其煤中挥发分含量较低 着火 较挥发分含量较高的煤困难[1] 目前 国内北方许 多大型机组采用设计煤种燃用贫煤或无烟煤 且 部分电厂采用贫煤掺烧无烟煤的方式 这些方式 对劣质煤的利用带来了一定的经济效益 但给锅 炉的安全 经济运行带来了一定问题 虽然国内 对上述煤种在燃烧特性上进行了大量研究 对 Nox 排放特性方面开展了一些工作[2], 然而对该类煤种 燃烧过程中污染物排放规律的研究还不充分 因 此 对燃用上述煤种的 NOx 生成机理开展研究 提高锅炉的效率 降低 NOx 排放量是十分重要的
24.840
贫 煤 0.79 27.20 14.44
57.57
24.745
3 试验工况
试验模拟了在不同配风下贫煤 无烟煤及其 3 种配比混煤稳定燃烧过程中 NOx 的释放情况 实
500 1~5 8~12 贫煤 wp31
16~20 22~26 28~32 工况 wp11 wp13 无烟煤
表 2 实验工况 Tab. 2 The experiment conditions
工
实验
况
煤种
1
贫煤
2
贫煤
3
贫煤
4
贫煤
5
贫煤
6
贫煤
7
贫煤
8 无烟煤
9 无烟煤
10 无烟煤