SCOPUS
SCIE
Effect of kaolin additive on PM<sub>2.5</sub> reduction during pulverized coal combustion: Importance of sodium and its occurrence in coal
저자
Si, Junping ; Liu, Xiaowei ; Xu, Minghou ; Sheng, Lei ; Zhou, Zijian ; Wang, Chao ; Zhang, Yang ; Seo, Yong-Chil
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
434-444(11쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Little work has been performed on the importance of sodium and its occurrence in coal to PM<SUB>2.5</SUB> (particles less than 2.5μm in aerodynamic diameter) reduction by kaolin during O<SUB>2</SUB>/N<SUB>2</SUB> combustion and O<SUB>2</SUB>/CO<SUB>2</SUB> combustion at high temperatures. In this study, the combustion experiment of a treated low-sodium coal with sodium aluminosilicate additive was conducted in a lab-scale drop tube furnace (DTF) at 1500°C to reveal the contribution of mineral melting and coalescence to PM<SUB>2.5</SUB> reduction. Meanwhile, two typical Na-loaded coals (in which the sodium was loaded in the form of NaCl and sodium carboxylate, respectively) with kaolin added were also burnt under O<SUB>2</SUB>/N<SUB>2</SUB> and O<SUB>2</SUB>/CO<SUB>2</SUB> atmospheres to investigate the effect of interaction between kaolin and different chemical form sodium on PM<SUB>2.5</SUB> reduction. The results show that sodium aluminosilicate is able to promote the migration of PM<SUB>0.5–2.5</SUB> (particles in aerodynamic diameter of 0.5–2.5μm) to form coarse particles. Due to the stronger reactivity of sodium carboxylate reacting with kaolin than that of NaCl, PM<SUB>0.2–0.5</SUB> (particles in aerodynamic diameter of 0.2–0.5μm) decreases more significantly in the combustion when adding kaolin into the NaAc-loaded coal than into NaCl-loaded coal. In addition, the PM<SUB>0.2–0.5</SUB> reduction in O<SUB>2</SUB>/CO<SUB>2</SUB> combustion is lower than that in O<SUB>2</SUB>/N<SUB>2</SUB> combustion owing to the less vaporization of metals and the slower diffusion rate of vapors in the O<SUB>2</SUB>/CO<SUB>2</SUB> atmosphere in comparison to those in the O<SUB>2</SUB>/N<SUB>2</SUB> atmosphere. The mineral coalescence varied in interactions of kaolin with NaAc and NaCl. Besides, the PM<SUB>0.5–2.5</SUB> emission differed as a result of differences in coal characteristic and the atmosphere, and this would cause the difference of collision frequency between particles and additive. With the joint actions of mineral coalescence and particle collision, the NaAc-loaded coal has a higher PM<SUB>0.5–2.5</SUB> reduction by kaolin than NaCl-loaded coal, especially under the O<SUB>2</SUB>/N<SUB>2</SUB> combustion. An expression describing the relationship of PM<SUB>0.5–2.5</SUB> reduction, mineral coalescence and particle collision was fitted and it is found that the mineral coalescence has a stronger influence than particle collision on PM<SUB>0.5–2.5</SUB> reduction by kaolin.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> The sodium aluminosilicate plays an important role in PM<SUB>2.5</SUB> reduction by kaolin. </LI> <LI> The capability of kaolin to reduce PM<SUB>2.5</SUB> depends on the sodium occurrence in coals. </LI> <LI> The effect of kaolin on PM<SUB>2.5</SUB> reduction becomes weaker during O<SUB>2</SUB>/CO<SUB>2</SUB> combustion. </LI> <LI> Particle collision may be taken into consideration for PM<SUB>2.5</SUB> reduction. </LI> </UL> </P>
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