超细煤粉分级燃烧NO_x还原机理的研究

论文题目: 超细煤粉分级燃烧NO_x还原机理的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 热能工程

作者: 樊俊杰

导师: 金晶

关键词: 超细煤粉,氮氧化物,基元反应模型,热解特性

文献来源: 上海理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭在一次能源结构中的主导地位,决定了电力生产中以煤电为主的格局。燃煤过程中释放出各种污染物,其中氮氧化物(NO_x)是造成环境污染的主要物质之一。在现有的脱氮技术中,燃料分级燃烧是最经济、最有效的方法之一。以往的研究表明,煤粉分级燃烧中对NO_x的还原起主要作用的是均相还原机理。因此,本文中利用敏感性分析的方法建立了简化的超细煤粉分级燃烧NO_x还原化学动力学反应模型。利用Miller敏感性分析方法对全面基元反应模型中的46个自由基和240个均相基元反应进行分析。通过对整个基元反应模型进行敏感性分析,建立了简化的NO_x还原化学动力学反应模型,其包含了37种组分和79个化学基元反应。在复杂的反应模型体系内,通过对模型中基元反应方程进行分析,可以把这些反应分为碳氢组分转化反应和含氮组分转化反应两大类。分别对其进行敏感性分析,发现了碳氢组分及含氮组分对NO发生还原的实质,得到了一些与NO生成和还原密切相关的基元反应。分别利用热重分析仪和气相色谱仪研究了超细煤粉在还原性气氛下的挥发分热解特性及挥发分中碳氢组分的析出特性。通过分析得到再燃区中热解气氛、热解温度、煤粉粒径和煤种对煤粉热解特性的影响规律,发现了以超细煤粉作为再燃燃料时NO_x还原效果提高的根本原因。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章 绪言

1.1 课题的背景及意义

1.2 NO_x的危害

1.3 国内外电站锅炉NO_x的排放标准

1.4 国内外燃料分级燃烧技术的研究现状

1.4.1 燃料分级燃烧技术的简介

1.4.2 燃料分级燃烧技术的主要影响因素

1.4.3 燃料分级燃烧技术的研究现状

1.4.4 超细煤粉分级燃烧技术的提出

1.4.5 超细煤粉再燃NO_x还原机理

1.4.6 超细煤粉分级燃烧技术的可行性及发展前景

1.5 本文研究的主要内容

第二章 超细煤粉分级燃烧NO_x还原机理的研究

2.1 引言

2.2 燃料中的含氮化合物

2.2.1 不同煤种的含氮量

2.2.2 煤中氮的存在形式

2.3 NO_x的生成机理

2.3.1 热力型NO_x(Thermal NO_x)

2.3.2 快速型NO_x(Prompt NO_x)

2.3.3 燃料型NO_x(Fuel NO_x)

2.4 NO_x的还原机理

2.4.1 燃料型NO_x的还原机理

2.4.2 燃料分级燃烧NO_x的还原机理

2.4.3 超细煤粉分级燃烧NO_x的还原及破坏机理

2.5 本章小结

第三章 再燃条件下超细煤粉热解特性的研究

3.1 引言

3.2 超细煤粉热解的试验研究

3.2.1 超细煤粉热解的试验系统和研究方法

3.3 煤粉热解的主要影响因素

3.4 试验结果及分析

3.4.1 超细煤粉热解特性随热解气氛的变化规律

3.4.2 超细煤粉热解特性随温度的变化规律

3.4.3 超细煤粉热解特性随粒径的变化规律

3.4.4 超细煤粉热解特性随煤种的变化规律

3.5 本章小结

第四章 超细煤粉再燃NO_x还原机理的化学动力学模拟

4.1 引言

4.2 超细煤粉分级燃烧化学动力学模拟的数学模型的建立

4.3 挥发分对NO 还原的敏感性分析

4.3.1 NO 对挥发分中的碳氢组分转化反应的敏感性分析

4.3.2 NO 对挥发分中的含氮组分转化反应的敏感性分析

4.4 简化的NO_x还原化学动力学反应模型的建立

4.5 简化的NO_x还原化学动力学反应模型模拟结果

4.5.1 温度对NO 还原效率的影响规律

4.5.2 过量空气系数对NO 还原效率的影响规律

4.5.3 挥发分中含氮组分对NO 还原效率的影响规律

4.6 本章小结

第五章 全文总结和工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

附录

参考文献

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果

致谢

发布时间: 2007-12-27

参考文献

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