一、污染物生成机制：
目前，大量的CO2排放所带来的气候问题引起了各界的广泛关注，富氧燃烧是当前最重要的二氧化碳捕获技术之一。流化床燃烧技术是目前商业化性能最好的清洁煤燃烧技术，具有燃料适应性强，负荷调节范围宽，污染物排放低等优点。流化床富氧燃烧技术结合了流化床与富氧燃烧两种燃烧技术的优势，是一种极具发展潜力的新型洁净燃烧技术，对实现CO2减排和降低污染物排放具有良好的促进作用。
许多研究者对富氧燃烧中SOx、NOx等污染物的排放展开了研究，但大多集中于操作参数对污染物生成的影响，富氧燃烧气氛下燃料中氮、硫的迁徙规律和生成机理尚未得到揭示，因此本课题组对流化床富氧燃烧方式下的氮硫污染物的生成机制及钙基脱硫剂在富氧燃烧方式下的脱硫特性展开了研究。
1、流化床富氧燃烧方式下NOx生成机理研究
图1
图2 不同气氛下NOx前驱体的释放特性
图3 不同气氛下额褐煤和黄陵烟煤快速热解产生NOx前驱体的产率
2、流化床富氧燃烧钙基脱硫剂的脱硫及水蒸汽活化机理研究
图4
图5 煤在不同气氛下热解时硫的析出特性
图6 煤粉富氧燃烧的TG-FTIR特性
二、脱硫脱硝技术：
生物质是一种产量丰富的可再生能源，通过热解气化可以获得生物油、生物炭、生物燃气等主要产品。生物燃气可用于供气、发电及供热，生物油可用于制备富含有机酸的脱硫脱硝添加剂实现氮硫污染物的联合脱除，生物炭可通过改性活化制备富氮生物质焦用于吸附脱除碳硫氮污染物。本课题组提出了一种低成本、环境友好的污染物控制技术——将生物质热解固液产物用于污染物脱除，实现了生物质热解产物的综合利用，有利于降低燃煤电厂的污染物排放。
图7生物质热解固液产物用于污染物脱除
1、富钙生物油联合脱硫脱硝技术：
有机钙盐作为单一的吸收剂，在具有较高的脱硫能力的同时，还具有一定的脱硝能力，非常适合作燃煤锅炉同时脱硫脱硝的吸收剂，具有广阔的发展前景。然而制备有机酸钙盐需要大量有机酸，而有机酸生产成本太高，限制了其在工业上的应用。
生物油中含有较丰富的有机酸成分，将其与CaO、Ca(OH)2或者CaCO3反应可以得到富含有机酸钙盐的生物油-富钙生物油，本研究利用品质较低的初级生物油制得富钙生物油用于燃煤电厂氮硫污染物的联合脱除。
图8富钙生物油制备流程图
图9不同温度下富钙生物油联合脱硫脱硝效果
2、富氮生物质焦联合脱除碳、硫、氮污染物
吸附净化是一种具有前景联合脱除碳硫氮污染物气体的技术。目前研究较多的吸附剂是“煤质富氮焦”，然而煤质富氮焦一种不可再生资源，且制备工艺复杂，限制了其在工业上的广泛应用。我国生物质资源丰富，且生物质热解过程中产生的焦炭拥有较高的反应活性，本研究通过对生物质焦进行富氮化改性，进一步提高生物质焦的反应活性，引入含氮官能团，进而实现碳硫氮污染物的联合脱除。
图10富氮生物质焦联合脱除碳硫氮污染物技术路线
图11富氮生物质焦理化特性形成机理
图12不同吸附温度下富氮生物质焦吸附CO2的量
3、循环流化床锅炉超低排放技术
基于对污染物生成机理及污染物脱除技术的研究，提出了炉内控制与尾部脱除相结合的循环流化床锅炉超低排放技术，其技术路线如下图所示：
图12循环流化床锅炉超低排放技术
