Energy & Fuels · 2024
纯氨燃料陶瓷辊道窑完成首次中试示范
Pure Ammonia-Fueled Roller Kiln for the Production of Ceramic Tiles: A First Demonstration
高温工业的减碳需要可替代化石燃料、适应连续生产的清洁热源。纯氨陶瓷辊道窑示范验证了氨燃料在实际烧成工艺中的应用潜力。
研究动机
陶瓷烧成依赖持续稳定的高温供热。以不含碳的氨替代天然气，有望减少燃料燃烧产生的二氧化碳，但必须同时解决点火稳燃、氮氧化物排放和产品质量问题。本研究从燃烧器开发推进到实际中试窑炉，检验纯氨烧成的可行性。
研究方法
结合数值模拟与燃烧器试验开发旋流分级供风结构，将30米中试辊道窑的32个燃烧器全部改为氨燃烧器。示范包含24小时正常烧成阶段，测试分级燃烧、SNCR和SCR的协同脱硝效果，并测量氨逸出及烧成瓷砖的外观和性能。
主要结论
- 在30米中试辊道窑中，32个氨燃烧器支撑了24小时正常烧成阶段，烧成温度约1250 ℃，验证了所测试条件下纯氨供热与瓷砖烧成的可行性。
- 示范工况下，分级燃烧的NOx约为170 ppm；结合SNCR与SCR后降至约8 ppm，氨逸出仍约3–4 ppm，浓度均折算至18% O₂。
- 纯氨烧成瓷砖的吸水率为0.01%、所报告强度为41.6 MPa，达到文中所列要求；与天然气烧成样品相比，肉眼未见明显色差。
论文信息
Energy & Fuels · 2024 · 38(22) · 22593–22604
论文来源（DOI）