“双碳”战略与超低排放要求下,煤炭、生物质等碳基燃料的清洁高效利用及NOx减排成为重要课题。SCR、SNCR等脱硝技术依赖外加还原剂,运行成本高、碳排放大。解耦燃烧将燃料热解与后续燃烧过程分离,利用热解产生的焦油和气体将NOx还原为N2,为低成本、低氮燃烧提供了新路径。但超低排放要求不断提高,如何增强挥发分脱硝能力,已成为制约该技术发展的关键问题。
最大化解耦燃烧脱硝效率的关键在于热解过程形成高收率的富油挥发分。传统热解难以兼顾挥发分的“富油”与“高收率”,成为制约解耦燃烧脱硝效率的关键瓶颈。为此,沈阳化工大学许光文教授团队提出内构件热解耦合解耦燃烧调控策略,利用内构件在高温下制备高收率富油挥发分,实现解耦燃烧脱硝效率大幅提升。实验表明,相较于基于低温热解的解耦燃烧,内构件调控的高温热解下解耦燃烧脱硝效率提升50%–60%。研究进一步明确了解耦燃烧过程中挥发分的脱硝反应路径:热解气中H2和CO是主要活性组分,其脱硝反应活性依次为H2>CO>C2+C3>CH4;焦油中的酚类、醇类等含羟基组分表现出较高的NO还原活性。同时,NO中的氮原子既可转化为N2,也可进入焦油分子形成含氮焦油。该研究从“调控挥发分迁移—抑制二次反应—协同提高焦油与气体产率—强化挥发分脱硝”的新思路出发,为突破传统解耦燃烧脱硝能力提升瓶颈提供了新的技术路径。

图. 内构件调控热解强化解耦燃烧脱硝的作用机制
2026年9月11日,相关研究成果以“Simultaneous high-yield tar and gas from internals-regulated pyrolysis for boosting volatiles-driven NO reduction”为题发表于《Energy》期刊。文章第一作者是沈阳化工大学贾鑫教授,第二作者为吕佳研究生,通讯作者是许光文教授和王树荣教授,沈阳化工大学为论文第一完成单位。