不同再燃燃料还原NO_X反应过程的试验研究

论文摘要

进入21世纪，随着中国经济的发展以及人民生活水平的提高，人们对环境质量的要求越来越高。而电厂烟气中排放的氮氧化物对环境危害非常大，因此有必要采取一些必要的措施来降低氮氧化物的排放浓度，从而减小电厂烟气中氮氧化物对环境造成的危害。而“再燃技术”作为一种有效的降低锅炉中燃料燃烧所生成的氮氧化物的非常有效的技术，近年来得到了广泛的应用。我国再燃技术刚刚起步，对再燃燃烧技术的研究认识还不够，有必要深入研究各种因素对脱硝效率的影响。目前针对“再燃技术”的研究方法主要有数值计算方法和试验研究方法，而单独利用现有的计算机分析软件还远远不能够解决实际问题，因此同时通过试验进行试验分析验证更为具有实际意义。为了得出再燃过程中影响氮氧化物还原率的关键性因素，本文在一维沉降炉上进行一种烟煤、稻壳、秸秆三种再燃燃料对NOBXB还原能力的试验研究，通过试验分析了再燃燃料种类、再燃燃料粒度、再燃燃料比例、过量空气系数、停留时间、再燃区温度水平对脱硝效率的影响。试验结果表明，不同种类的再燃燃料由于其物理化学结构的不同，在相同的条件下，脱硝率有很大的不同。对于同一种物料，再燃燃料比例、过量空气系数、停留时间是影响氮氧化物还原率的主要因素。试验结果还表明对于秸秆这种生物质物料，在温度高于1100℃条件下，过量空气系数为0.7和0.8，再燃燃料比例在10%~25%范围内，停留时间大于600ms时，氮氧化物还原率均能够达到60%以上；而当停留时间大于800ms时，氮氧化物还原率则高于80%。当过量空气系数为0.9时，在再燃燃料比例为15%~25%范围内，当停留时间大于800ms时，氮氧化物还原率能够达到80%以上。对于稻壳这种生物质物料，在温度不低于1100℃条件下，过量空气系数为0.7和0.8，停留时间大于600ms时，氮氧化物还原率能够达到60%~75%。而对于本文试验所用烟煤，由于其挥发分含量较低，而灰分含量较高，在不同的试验条件下均不能有效地对氮氧化物还原，最大氮氧化物脱除率仅有40%。通过对比可以得出，采用生物质物料可以有效地还原氮氧化物。通过对再燃和热解过程中CHB4B、CB2BHB4B、HCN、NHB3B、CO、HB2B随停留时间的浓度变化及反应速率变化与NO浓度及其消耗速率变化的对比分析，可以得出，对于稻壳、秸秆类生物质物料在再燃过程中，能够有效地还原NO的主要气体为CHB4B、CB2BHB4B，而HB2B、CO与NO之间的同相还原反应微弱。CO在再燃过程中很可能主要是扮演着催化剂的角色，从而影响煤焦、生物质焦与NO之间的异相还原反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 再燃技术国内外试验与理论研究现状
• 1.2.1 再燃技术国内试验与理论研究现状
• 1.2.2 再燃技术国外试验与理论研究现状
• 1.3 再燃技术简介
• 1.3.1 再燃原理
• 1.3.2 影响再燃的主要因素
• 1.4 本文研究的目的和主要内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 再燃实验系统及试验方案
• 2.1 一维综合热态燃烧试验台系统
• 2.2 给粉系统
• 2.2.1 引射器
• 2.2.2 搅拌器
• 2.2.3 料仓
• 2.2.4 给粉器
• 2.2.5 给粉机标定
• 2.3 排烟系统
• 2.4 升温控制及温度测量系统
• 2.5 炉体本体系统
• 2.6 取样及分析仪器系统
• 2.6.1 取样系统
• 2.6.2 烟气分析仪器简介
• 2.7 配气系统
• 2.8 试验台系统调试
• 2.8.1 仪器仪表调试
• 2.8.2 气密性调试
• 2.8.3 安全性调试
• 2.9 试验方案及启动过程
• 2.9.1 试验方案
• 2.9.2 试验启动过程
• 2.10 本章小结
• 第3章 在线测量结果及分析
• 3.1 引言
• 3.2 试验工况
• 3.3 不同再燃燃料对NO还原率的影响
• 3.4 再燃燃料比对NO还原率的影响
• 3.5 过量空气系数对NO还原率的影响
• 3.6 停留时间对NO还原率的影响
• 3.7 再燃区温度对NO还原率的影响
• 3.8 再燃燃料颗粒尺寸对NO还原率的影响
• 3.9 再燃区中CO浓度的变化
• 3.10 再燃区中氧浓度的变化
• 3.11 本章小结
• 第4章 再燃过程中气相成分还原NO机理分析
• 4、C₂H₄、HCN、NH₃的变化'>4.1 再燃及快速热解过程中CH₄、C₂H₄、HCN、NH₃的变化
• 3和HCN的生成及其与NO反应机理分析'>4.2 NH₃和HCN的生成及其与NO反应机理分析
• 4和C₂H₄与NO反应机理分析及其对NO浓度的影响'>4.3 CH₄和C₂H₄与NO反应机理分析及其对NO浓度的影响
• 2、CO与NO的反应机理及其对NO浓度的影响'>4.4 H₂、CO与NO的反应机理及其对NO浓度的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢