燃煤锅炉烟气中NH3选择性还原NO实验研究

燃煤锅炉烟气中NH3选择性还原NO实验研究

论文摘要

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,控制和治理氮氧化物的污染一直是国际环保领域的研究热点。对于火电厂、工业锅炉等固定源排放的氮氧化物的净化,烟气脱硝技术是目前较为有效的方法之一。烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)技术和选择性非催化还原(SNCR)技术。本论文围绕以NH3为还原剂的燃煤锅炉烟气脱硝技术开展研究,包括以高铁飞灰为催化剂,NH3选择性催化还原锅炉烟气中NO实验研究和NH3选择性非催化还原锅炉烟气中NO实验研究。本文选取了两种典型的高铁飞灰,贵州1#电厂飞灰及2#电厂飞灰,并从多角度对其进行了分析:氮气吸附法测量两种高铁飞灰的BET比表面积及孔容;XRD表征飞灰的物相结构;SEM表征飞灰的微观形貌。实验结果表明高铁飞灰中含有催化SCR反应的活性组分Fe2O3且Fe2O3存在于特定形貌的灰粒中。本文对两种飞灰作为催化剂,在200℃-550℃温度范围内的SCR脱硝性能进行实验研究,得出两种飞灰作为SCR催化剂的有效温度区间,以及NH3/NO摩尔比对脱硝性能的影响。实验研究结果对高铁飞灰作为SCR催化剂的应用具有重要的指导意义。在恒温段内对NH3选择性非催化还原NO进行实验研究,得出SNCR的有效温度区间,分析反应温度、反应时间、NH3/NOx摩尔比、NH3与烟气的混合程度以及烟气中水蒸气的含量对SNCR脱硝性能的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 氮氧化物污染
  • 1.1.1 氮氧化物危害
  • 1.1.2 氮氧化物来源
  • 1.1.3 氮氧化物生成机理
  • 1.2 氮氧化物排放控制技术
  • x燃烧技术'>1.2.1 低NOx燃烧技术
  • 1.2.2 烟气脱硝技术
  • 1.3 本课题研究内容
  • 1.3.1 高铁飞灰SCR性能研究
  • 1.3.2 SNCR性能研究
  • 第二章 实验系统
  • 2.1 实验系统介绍
  • 2.2 配气段
  • 2.2.1 组分气体流量控制及混合
  • 2.2.2 水蒸气流量控制及混合
  • 2.2.3 组分气体流量计算
  • 2.3 反应段
  • 2.3.1 SCR反应段
  • 2.3.2 SNCR反应段
  • 2.4 分析段
  • 2.4.1 红外气体分析仪
  • 2.4.2 气相色谱分析法
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 高铁飞灰物性表征
  • 3.1 样品及实验方法
  • 3.1.1 实验样品
  • 3.1.2 比表面积和孔容分析方法
  • 3.1.3 元素分析
  • 3.1.4 物相分析方法
  • 3.1.5 微观形貌分析方法
  • 3.2 实验结果与讨论
  • 3.2.1 比表面积和孔容分析
  • 3.2.2 元素分析
  • 3.2.3 物相分析
  • 3.2.4 微观形貌分析
  • 3.3 本章小结
  • 3选择性催化还原NO实验研究'>第四章 NH3选择性催化还原NO实验研究
  • 4.1 实验工况
  • 4.2 实验结果与讨论
  • 4.2.1 高铁飞灰SCR反应机理分析
  • 4.2.2 1#煤灰SCR性能
  • 4.2.3 2#煤灰SCR性能
  • 4.2.4 不同高铁飞灰SCR性能比较
  • 4.3 高铁飞灰SCR应用
  • 4.3.1 SCR工艺影响因素
  • 4.3.2 SCR工艺要求
  • 4.3.3 飞灰催化剂的制备
  • 4.3.4 飞灰催化剂的成型
  • 4.3.5 飞灰催化剂工艺应用
  • 4.4 本章小结
  • 3选择性非催化还原NO实验研究'>第五章 NH3选择性非催化还原NO实验研究
  • 5.1 实验工况
  • 5.2 实验结果与讨论
  • 5.2.1 反应温度对SNCR效果的影响
  • 5.2.2 反应时间对SNCR效果的影响
  • 3/NOx摩尔比对SNCR效果的影响'>5.2.3 NH3/NOx摩尔比对SNCR效果的影响
  • 3与烟气的混合程度对SNCR效果的影响'>5.2.4 NH3与烟气的混合程度对SNCR效果的影响
  • 2O对SNCR效果的影响'>5.2.5 H2O对SNCR效果的影响
  • 5.3 SNCR应用工艺
  • 5.3.1 SNCR工艺系统介绍
  • 5.3.2 SNCR工艺性能影响因素
  • 5.3.3 SNCR工艺存在的问题
  • 5.3.4 SNCR工艺经济性分析
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 本论文工作总结
  • 6.2 本论文创新之处
  • 6.3 本研究的进一步设想和展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表论文
  • 攻读学位期间科研项目
  • 相关论文文献

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