再燃燃料中 HCN 对 NO_x 还原的影响

再燃燃料中 HCN 对 NO_x 还原的影响

一、再燃燃料中HCN对NO_x还原的影响(论文文献综述)

吾慧星[1](2021)在《水泥窑炉煤基-NOx深度还原特性试验研究》文中研究指明水泥工业作为能源、资源消耗密集型工业,为我国经济社会发展做出巨大贡献的同时,也带来了不可忽视的环境问题。现阶段,我国水泥生产中排放氮氧化物的量约占全国工业排放总量的10-12%,仅次于火力发电、汽车尾气。水泥窑炉NOx排放标准日趋严格,NOx超低排放是水泥工业面临的严峻挑战。目前广泛采用的水泥脱硝技术难以满足日益严苛的NOx排放标准。对于水泥工业而言,选择性催化还原(SCR)技术中催化剂易失活、经济成本高,现阶段不具备大规模推广的条件。中国科学院工程热物理研究所研究发现对煤粉改性可生成还原能力较强的煤基燃料,通过营造合适反应氛围,最终可实现NOx深度脱除。基于此,本文将高温煤基燃料作为还原介质,结合水泥窑炉实际运行条件,探究煤基-NOx深度还原作用机制,阐明NOx均相及异相脱除路径,实现系统内氮定向转化。在此基础上初步形成了适用于新型干法水泥煤粉燃烧全流程的煤基深度脱硝技术方案。该方法依据水泥生产流程特点,在分解炉燃烧过程中设立外置式原位还原区对煤粉进行原位改性热处理(燃料氮预脱除和高温煤焦还原强化),同时配合分解炉燃烧组织优化,实现炉内燃烧过程中NOx深度控制;针对燃烧后分解炉出口烟气残留NOx,充分挖掘烟气特点,设置低氧-适温的中位还原区,通过碳热反应,实现烟气残留NOx深度还原。通过2500t/d示范工程表明,该方案在喷氨量不变的条件下出口 NOx浓度降低至80mg/m3。本文通过水泥窑炉条件下煤粉-NOx还原机理研究、燃烧过程中NOx深度控制试验研究、烟气残留NOx深度还原试验研究,为新型干法水泥的煤基深度脱硝技术提供理论支撑,获得结论如下:1、获得了低O2-高NO体系内氮迁移转化规律。煤粉-NOx还原在反应初期,以挥发分(volatile)-NO均相还原为主。在反应后期,以焦碳(char)-NO异相还原为主。适量浓度氧气(1%)可以通过加速挥发分释放,促进CHi自由基形成,从而加速volatile-NO的均相反应;同时促进煤焦表面C*活性位再生,加速char-NO异相还原反应。烟气中过量的氧气会消耗挥发分和煤焦,导致还原介质减少,从而抑制煤粉-NOx还原,同时促进燃料型NOx的生成。燃料氮的氧化与烟气中原有NOx的还原是两条并行的反应路径,绝大部分的燃料氮并不参与到烟气中原有NO的还原。2、揭示了分解炉内生料对NOx还原的影响机制。生料分解后的碱性氧化物可以降低煤焦中碳原子反应所需的活化能,促进char-NO异相还原。在分解炉850℃反应温度下,生料对char-NO异相还原的催化作用最为明显。碱性氧化物改变煤粉热解路径,降低CHi自由基含量,从而抑制volatile-NO均相还原。在分解炉内高生料浓度的环境下,volatile-NO均相还原作用几乎可以忽略不计。3、阐明了水泥窑炉燃烧过程NOx深度控制原理。分解炉炉内燃烧过程中NOx减排关键在于控制燃料型NOx生成和增强回转窑烟气中高浓度NOx还原。通过外置式原位还原区,煤粉进行原位改性热处理,部分燃料氮在分解炉外定向转化为氮气,实现燃料氮的预脱除,降低分解炉内燃料型NOx的生成几率;原位还原区生成的高温煤焦-煤气混合物的还原能力远强于常规煤粉,其中以高温煤焦-NOx异相还原为主。高温煤焦的孔隙结构发达,比表面积增加明显,碳架结构中活性位比例增加,石墨化程度减少,反应活性增强,可实现对窑气中的高浓度热力型NOx定向脱除。4、获得了水泥窑炉燃烧过程NOx深度控制影响因素及其作用机制。提高原位还原区内燃烧比例和气化强度,可以促进燃料氮释放,抑制燃料型NOx生成,但同时也会对高温煤焦还原特性产生影响;对于粗颗粒煤粉,原位还原主要通过大幅度提高其煤焦的NOx还原能力,同时兼顾燃料型NOx的降低。对于细颗粒煤粉,分解炉出口 NOx的减少主要是通过大幅提高燃料氮的预脱除量,同时兼顾煤焦的NOx还原能力来实现。综合而言,粒径较大的煤粉最终NOx排放较低;合适的分解炉底部还原区空气系数(0.84)可以促进残留在煤焦中的焦碳氮充分释放并被还原为稳定的N2,同时促进煤焦中碳活性位的更新,促进窑气中NOx还原;分解炉还原区高度增加,可延长窑气在还原区的停留时间,强化高浓度NOx(还原。过高的还原区高度会降低燃烧效率,致使不完全燃烧损失增加;分解后的生料可以增加燃料型NOx排放。同时由于分解炉还原区内生料分解率较低和还原区温度降低,生料对窑气中NOx的催化还原能力有限。5、揭示了分解炉出口烟气残留NOx深度还原特性机理。当悬浮预热器C4温度在900℃以下,通过增加还原煤粉给入量,可变相增加煤基-NOx反应接触面积,提高NOx还原率;当烟气中氧气浓度高于1%时,继续提高烟气含氧量将促进燃料氮氧化,还原煤粉燃烧产生的NOx增加,间接削弱冷煤粉对烟气中残留NOx还原效果;烟气温度对烟气残留NOx还原存在最佳温度窗口。当烟气温度在900℃内,随着烟温增加,烟气中NOx还原效果增强。当烟气温度超过900℃时,随着烟温增加,燃料型NOx生成量将大幅增加,削弱最终NOx还原效果;通过冷水泥生料的物理升温和分解吸热作用,可调节窗口温度。同时,投入水泥生料会对NOx的还原效果随着烟气氧含量的变化存在“拐点效应”。当氧浓度高于1%时,水泥生料对NOx(还原以抑制作用为主。当氧浓度低于1%时,水泥生料对NOx还原以促进作用为主。综合而言,在烟温为900℃,烟气含氧量为1%,较大还原煤粉给入量和适宜生料引入量的条件下,可实现烟气残留NOx深度还原。

陈萍[2](2020)在《煤燃烧过程中NOx前驱物析出特性及焦炭-NO/N2O异相还原机理研究》文中研究指明煤炭在我国能源消耗结构中占主体地位,大气污染物中70%以上的NOx来自于煤燃烧,深入研究煤燃烧过程N迁移特性以及NOx的异相脱除机理,对进一步控制NOx生成,实现污染物超低排放十分必要。煤中氮元素一方面在燃烧初期热解阶段部分以HCN和NH3等含氮小分子气体随挥发分析出,同时残留在煤中的焦炭氮在燃烧中转化为NOx。在煤燃烧过程中,矿物质、燃烧气氛如氧浓度和CO等因素对氮迁移和NOx还原过程有很大的影响,其相互作用及协同作用机理尚不清晰。本文采用TG-MS实验结合量子化学方法,从分子层面深入开展了煤N迁移转化特性及深度分级燃烧条件下焦炭-NO/N2O异相反应机理的研究。首先,分析了挥发分析出阶段,煤中矿物质Ca和Fe对N迁移至NOx前驱物NH3和HCN生成特性的影响。通过TG-MS实验对NOx前驱物释放特性进行了研究,运用密度泛函理论进一步在微观层面揭示Ca和Fe对NH3和HCN生成的影响机理。结果表明矿物质Ca的加入明显促进了NH3生成,对HCN表现为抑制作用。而Fe对NH3和HCN的生成都是抑制作用,且对HCN的抑制作用更明显。采用量子化学方法深入分析了还原区焦炭氮的迁移转化特性,揭示了煤焦N迁移的两条路径。路径一为通过NO在焦炭表面发生化学吸附,与煤中N原子结合为自由N2分子而脱离焦炭表面;路径二为焦炭N原子通过从吡啶环中剥离后,与吸附的NO经重组形成自由N2分子在焦炭表面脱附。比较热力学和动力学结果发现路径一比路径二更利于焦炭表面N的析出。低氧条件下提高了焦炭表面化学活性,促进了NO与焦炭N结合为N2释放。氧的存在使得焦炭中N释放的同时,发生着C的燃烧,表现为NO与焦炭中N结合为N2或将焦炭中N氧化为N2O的同时,伴随有氧将焦炭中C氧化成CO2或CO。深入研究了焦炭模型尺寸和表面活性位点两大重要参数对NO异相还原的影响。分析了不同尺寸焦炭模型与NO的反应路径及能量变化,从热力学角度得到还原产物N2脱附过程不依赖于焦炭模型尺寸;同时采用动力学计算比较了不同模型尺寸表面NO的异相还原速率,在分子层面阐明了NO还原与焦炭模型尺寸的独立性关系。对不同活性位点下焦炭-NO异相反应过程研究,发现焦炭表面活性位点对异相还原NO影响很大。表面活性位点越多,越利于NO在焦炭表面发生化学吸附;并且NO脱除过程对活性位点有较强的依赖性,随着活性位点的增多,还原产物在焦炭表面脱附所需活化能越低,越利于NO脱除。探索了不同氧浓度下焦炭-NO的异相还原机理。结果表明,含一个羟基焦炭异相还原NO的决速步能垒值分别较不含羟基焦炭和含两个羟基焦炭异相还原NO的决速步能垒值低57.12 k J/mol和123.83 k J/mol,热力学结果表明氧对C-NO的促进作用存在临界现象,含一个羟基焦炭更利于NO还原。计算限速步速率常数发现,含两个羟基焦炭异相还原NO的决速步速率常数明显低于含一个羟基焦炭异相还原NO的决速步速率常数,从动力学层面揭示了低氧气氛下,微量氧浓度对NO脱除的促进和较高氧浓度对NO异相还原的抑制机理,为低NOx的深度分级燃烧提供理论支撑。分析了分级燃烧高温还原区氧和CO对焦炭异相还原N2O的影响机理。通过比较无氧和含氧焦炭表面N2O的异相反应,发现了氧的存在利于N2O在焦炭表面的吸附,但不利于N2O在焦炭表面的还原,也不利于还原产物N2在焦炭表面解吸。CO的存在可显着降低N2在焦炭表面解吸活化能,表明CO促进焦炭异相还原N2O。另一方面,焦炭显着降低了CO还原N2O的决速步能垒值,表明焦炭对CO还原N2O有显着促进作用,通过为CO和N2O提供反应活性位点,促进N2O的还原。综合分析明晰了CO和焦炭对N2O脱除的协同作用。CO与焦炭表面残余氧结合生成CO2,明显降低了氧直接解吸的活化能,利于CO2的释放。

段佛元[3](2020)在《660 MW煤粉炉气体再燃特性及NOx排放研究》文中进行了进一步梳理气体燃料再燃是一种高效的减少NOx排放的技术,在降低NOx排放的同时,还减少对化石燃料的消耗,保护环境。论文以660 MW亚临界燃煤锅炉为研究对象,利用Fluent软件进行数值模拟,研究了气体燃料再燃锅炉炉膛内燃烧温度场和燃烧产物的变化规律,主要研究内容如下:(1)基于某电厂660 MW亚临界四角切圆煤粉炉,研究生物质气再燃以及喷口位置对耦合锅炉燃烧过程和NOx排放的影响。在锅炉输入热量不变的条件下,建立纯煤燃烧模型和生物质气再燃烧模型。研究工况为:纯煤工况,以及生物质气再燃喷口位置变化等三种工况,即再燃喷口位于再燃区下部、中部、上部等。结果表明:生物质气再燃会导致再燃区温度和炉膛出口烟气温度升高,并且随着生物质气喷口高度的增加而增加;生物质气再燃降低了NOx的排放,与纯煤燃烧相比较,生物质气喷口位于再燃区上部、中部、下部时,出口NOx排放的平均质量浓度分别下降了63.64mg/m3、81.77mg/m3、52.38 mg/m3,因此,生物质气喷口位于再燃区中部的效果最好,降了28.01%。但生物质气再燃增加了烟气中CO的含量,并且随着生物质气喷口位置的增高而增加。(2)为了改善生物质气再燃的燃烧效果,研究了再燃区过量空气系数改变对耦合锅炉燃烧特性及燃烧产物的影响。研究工况为:生物质气喷口位于再燃区下部,并在生物质气喷口下方添加一个空气喷口,同时加大燃尽区空气通入量;再燃区过量空气系数分别为0.7、0.85、1.0,生物质气的掺烧比为10%。结果表明:生物质气再燃,使得主燃区温度有所降低,再燃区温度随着再燃区过量空气系数的变化而改变。再燃区过量空气系数为0.85时,再燃区温度升高,而再燃区过量空气系数在0.7和1.0时,再燃区温度降低;与纯煤无再燃工况相比,再燃区过量空气系数在0.7、0.85、1.0时,炉膛出口处烟气的NOx平均质量浓度分别下降了17.69%、24.18%、15.37%,再燃区过量空气系数过大过小都不利于降低NOx排放;随着再燃区过量空气系数的增高,出口CO体积分数逐渐降低。(3)基于660 MW纯煤燃烧工况,研究了不同气体燃料再燃对锅炉燃烧特性及燃烧产物的影响。四种工况分别为:纯煤无再燃、生物质气再燃、高炉煤气再燃、天然气再燃,掺烧比为10%。研究表明:当气体燃料中不可燃成分越多,则再燃区温度上升幅度越小,甚至导致再燃区温度降低;气体燃料再燃降低NOx排放的能力与气体燃料成分有关,CH4、烃类物质、H2含量越多,降低NOx排放的能力越强,生物质气、高炉煤气、天然气再燃,炉膛出口NOx排放的平均质量浓度分别为308.97 mg/m3、328.96 mg/m3、290.35 mg/m3,其中天然气再燃效果最好,与纯煤无再燃NOx排放的平均质量浓度407.53mg/m3相比,下降了28.75%;气体燃料中CO含量越多,烟气中CO2含量越多。

黄宇[4](2019)在《燃煤链条锅炉数值模拟》文中研究说明燃煤链条锅炉作为应用最广泛的工业锅炉之一,仍然存在燃烧效率低、NOx排放高等问题。仅通过在传统链条炉前安装预燃装置,就实现了煤炭在链条炉中的部分解耦燃烧,从而使链条炉燃烧洁净型煤成为可能,并提高了链条炉燃烧效率,降低了NOx排放。相较于其它NOx减排措施,链条炉的解耦燃烧改造具有成本低、改造方便、节能减排效果明显等优势。为证明解耦燃煤链条炉在燃烧效率和NOx排放上的优势并探究炉内NOx的还原机制,本文建立了链条炉燃烧模型并进行了相关研究。本文首先利用离散相模型建立了燃煤链条锅炉稳态燃烧模型,通过模拟6t/h传统燃煤链条炉并与实验值进行对比,验证了模型的准确性。进一步应用该模型对20t/h预燃式燃煤链条炉进行数值模拟,并通过对比炉膛内的温度场和氧气(O2)、一氧化氮(NO)浓度分布,证明预燃装置对提高链条炉燃烧效率、降低污染物排放作用明显。结合配风优化措施,可进一步降低NO排放。通过模拟对比研究了甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)和高温焦炭及它们之间的组合对NO的还原能力,证明了预燃链条炉中高温焦炭对NO的还原能力强于CO和CH4。为了实现炉排上煤层的移动燃烧并排除初始条件对模拟结果的影响,本文建立了燃煤链条锅炉非稳态燃烧模型。通过自定义函数的方式实现了炉排移动时的正常进风,并通过误差分析验证了该进风方式的合理性。在前述模型的基础上,耦合该模型实现了20t/h预燃链条炉的非稳态冷态模拟,并进一步实现了对6t/h传统燃煤链条炉从煤进入炉膛燃烧到灰渣排出的全过程非稳态燃烧模拟。

徐力[5](2019)在《层燃锅炉焦炭氮转化的调控机制研究》文中提出层燃锅炉是我国工业蒸汽、冬季供暖的重要设备。2017年国家颁布的《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》明确规定,到2021年供热锅炉实现NOx超低排放。因此,如何从源头控制层燃锅炉NOx排放、提高超低排放的经济性和系统稳定性成为行业关注的热点。层燃过程具有显着的分区段燃烧特性,存在典型的化学动力、过渡、扩散三种控制过程;如何在宽筛分煤种条件下,同步实现层燃锅炉燃烧效率提高和NOx排放降低是问题的难点,也是技术突破的关键。为此,本文提出了燃烧优化、局部烟气再循环、渗氮改性半焦异相催化还原等技术路线,针对“层燃工业锅炉低氮燃烧技术”中涉及的技术问题开展了如下研究:首先,在小尺度单元体悬挂固定床试验系统上,以神华烟煤热解焦炭为研究对象,采用焦炭掺混石英砂的方式进行试验研究。通过改变焦炭/O2比,分析焦炭层燃过程中氧化层和还原层的变化趋势,研究焦炭氮(焦炭N)的迁移路径和转化规律,并佐以红外热像仪在线测量焦炭层迎风面(氧化层)和背风面(还原层)的表面温度。结果表明:完整的氧化层决定焦炭层的分层情况,还原层决定NO释放和焦炭N转化规律;焦炭层的传热和焦炭-CO2气化反应决定氧化层、还原层表面温度变化趋势的不同。其次,在水平管式炉试验系统上对神华烟煤热解焦炭进行二次气化处理(气化介质为CO2),获得扩散控制区不同转化率的气化焦炭,研究还原层CO2气化反应对焦炭N转化规律和焦炭燃烧的影响。通过将焦炭孔隙结构、石墨化程度与焦炭-NO反应性相关联,明确焦炭N转化与焦炭理化特性之间的内在联系,获得气化焦炭还原NO和气化焦炭燃料氮向NO转化的规律,同时考察CO2气化反应对焦炭各项反应特征参数的影响。研究发现:对焦炭进行CO2气化处理,可以改善其孔隙结构,也会增大其石墨化程度;在惰性气氛下会强化焦炭对NO的还原能力,在燃烧条件下会提高其焦炭N转化率;长时间的CO2气化处理不利于焦炭的稳定燃烧。再次,针对局部烟气再循环条件下一次风O2浓度低通量高的特点,提出以O2通量作为关键考察因素的试验手段,研究O2通量,CO、CO2和循环型NO浓度对焦炭层燃过程中氧化-还原分层及焦炭N转化规律的影响。以氧化层和还原层质量占比为切入点,对比分析循环烟气气相组分对焦炭层燃过程中NO释放的促进和抑制关系。结果表明:O2通量的增加会降低还原层比重,促进焦炭NO的释放;CO和CO2浓度的增加会降低氧化层的NO释放,但对整个焦炭层的影响不大;循环型NO的存在可以显着降低NO释放。然后,针对层燃过程中大颗粒焦炭外表面包裹灰层的特点,采用一维燃烧试验方法考察两种高灰热解焦炭(内蒙古焦炭和朔州焦炭)燃烧过程中灰层生长的影响,推断灰层剥落后焦炭燃烧反应条件的变化趋势。通过研究高灰热解焦炭在不同燃烧反应条件下的焦炭N转化率,获得灰层剥落对焦炭NO释放的影响。结果表明:灰层剥落的影响可以等效于反应温度,O2浓度和环境中NO浓度的上升;反应温度和O2浓度对不同煤种的焦炭N转化率的影响并不一致,外部NO对焦炭NO释放的抑制效果显着。随后,在一台采用提前配风方式的29MW链条炉排锅炉上进行工业试验,研究局部烟气再循环技术对锅炉负荷和NO排放的影响。结果表明,从2号风室通入7%-10%循环率的循环烟气,可以提高锅炉负荷约3MW,降低NO排放26.96%。最后,采用尿素水溶液浸渍干燥和水平管式炉内惰性气氛高温处理的方式,通过调整尿素担载质量和高温处理时间,对神华烟煤热解焦炭进行不同程度的渗氮改性,分析焦炭中氮元素(N)含量、N的表面/内部富集情况和焦炭孔隙结构的演变,研究不同反应条件下渗氮改性对焦炭还原NO的影响机制。结果表明,惰性气氛下,所有渗氮焦炭对NO的还原能力都高于原始焦炭;不同渗氮焦炭对NO还原能力的差异,主要源于三方面因素的耦合作用,分别是碳氮络合物C(N)含量的增加,N的表面富集,以及焦炭孔隙结构的堵塞。

张丽徽[6](2018)在《有机钙协同减排生物质燃烧SO2和NO实验研究》文中研究指明我国生物质资源十分丰富,直接燃烧是生物质规模化高效清洁利用的主要技术之一。随着环保法规的日益严格,生物质中的农林废弃物如花生壳等和城乡有机废物如市政污泥在直接燃烧过程中产生的SO2和NOx排放问题受到越来越多的重视。将烟气净化过程从单一污染物控制发展到多种污染物协同脱除,这是一项重大的挑战,也是研究的热点。本文以开发协同减排生物质直接燃烧产生的SO2和NO技术为目的,采用热重分析仪、固定床、沉降炉反应装置和流化床燃烧系统,对有机钙在不同燃烧区域加入后的生物质热化学转化规律以及对SO2和NO的协同控制机理,从5个层面依次开展系统研究,包括:有机钙作用下生物质燃烧特性及反应动力学研究,孔隙特性及分形机理研究,硫释放及生物质焦的硫迁移规律研究,生物质再燃脱硝特性及生物质焦的氮迁移机理研究,有机钙协同脱硫脱硝特性实验研究。进行了有机钙与高挥发分含量生物质混合热处理过程的热重实验,定义了特征温度和参数,分析了热处理气氛、有机钙添加量等对燃烧特性的影响规律。采用预置模型法的Coats-Redfern法计算混合热处理过程动力学参数。研究结果表明,有机钙的加入促进了大多数农林生物质的燃烧,对干化污泥燃烧有一定负效应。获得准确描述有机钙与生物质混合燃烧动力学特性的随机核化模型G(α)=[-ln(1-α)]2。研究了有机钙与生物质混合热化学转化过程的孔隙特性和分形机理,阐明了孔隙结构演变及交互作用规律。研究结果表明,有机钙的加入,增加了生物质热处理过程中表面的粗糙度,使其趋向于呈现立体的网状结构,增大了热处理产物的孔结构容积粗糙度,有利于生物质焦的燃烧和脱硫效率的提高。基于分形理论计算的分形维数,准确描述了主要操作参数对孔隙特性的影响规律。生物质焦的硫析出率随热解温度增大而显着增大,加入有机钙显着减少了生物质及其半焦的硫析出率,提升了固硫效果。生物质焦的含硫官能团包括硫醇S1、硫化物S2、噻吩S3、亚砜S4、砜S5和硫酸盐S6。混合热处理过程中,在较低钙硫摩尔比时,S5含量最大,此时生物质焦主要通过环合反应实现自固硫作用。随着钙硫摩尔比的增大S6含量显着上升,主要依靠生成更稳定的硫化钙和硫酸钙实现固硫作用。沉降炉实验发现,高挥发分含量的生物质脱硝率相对较高,干化污泥的脱硝率仍可达到44.1%。使用干化污泥再燃脱硝实现“以废治废”具有可行性。添加有机钙后显着增加了生物质的脱硝率。有机钙释放有机气体后形成的多孔CaO催化生物质中具有活性侧链的蛋白质氮P-N的热解反应,产生大量的H自由基改变了主要含氮官能团的迁移途径。提出了一种使用有机钙混合生物质废弃物用于再燃协同脱硫脱硝的新方法,在实验室规模流化床实验系统上展开研究,较全面地揭示了有机钙对生物质分级燃烧特性的影响规律及关键污染物的协同控制机理。实验结果表明,使用燃料分级燃烧显着降低了花生壳和市政污泥直接燃烧产生的NO,在此基础上使用有机钙在再燃区的加入方式有效同步降低了燃烧产生的SO2和NO,燃烧污染物排放量均低于国家排放标准。此协同减排工艺系统设计基本合理,整个系统能够协调稳定运行。

殷仁豪[7](2017)在《生活垃圾气化产气燃烧过程中二恶英和NOx协同控制的实验研究》文中提出生活垃圾焚烧过程中二恶英的生成难以避免,需通过后处理设备净化烟气,投资运行成本高昂,且捕集下来的飞灰和活性炭仍需作为危险废弃物填埋。针对二恶英的排放控制,本文结合课题组的前期研究,提出了城市生活垃圾上吸式气化-灰渣熔融-产气均相转化-清洁燃烧一体化工艺,该工艺具有以下几方面的特点:1.熔融技术能够将灰渣转化成惰性玻璃渣并为气化过程提供能量。2.上吸式气化的床层能够起到过滤气相中颗粒物的作用,从而抑制二恶英的异相合成。3.均相转化过程能够将氯代烃和“活性氯”转化成普通烃类和HCl,从而抑制二恶英的气相合成。4.相对于固体燃烧,气化产气的燃烧是均相反应过程,混合和燃尽的效果都更好。基于该工艺,本文针对气化产气燃烧过程中二恶英的生成与抑制开展研究,并兼顾NOx的排放控制,探索能够同时控制二恶英和NOx的气化产气燃烧技术。气化产气燃烧过程中,二恶英和NOx的生成与气化产气的组分有关。为了确定气化产气中的焦油组分、含氯组分和含氮组分,在本研究中利用不同配比的生活垃圾模型化合物,分别在上吸式气化-均相转化反应器和热重-质谱分析仪上开展实验研究,发现苯和酚类物质是主要的焦油组分,HCl是气化产气中最主要的含氯组分,考虑到NOx的生成与转化,最终选择苯和苯酚作为焦油模型化合物,选择HCl作为含氯组分,选择NH3作为含氮组分开展后续研究。在二恶英关键结构C-Cl键的生成过程中,“活性氯”起到了重要的作用。气化产气中的HCl在燃烧过程中能够和O2反应产生“活性氯”。为了掌握能够抑制“活性氯”生成的反应条件,本研究中利用均相管流反应器进行了实验研究,得到了不同反应温度和氧气浓度条件下HCl转化成“活性氯”的变化规律。O2能够与有机物发生氧化反应,从而与有机物的氯化反应产生竞争。为探索有机物的氧化反应对于抑制C-Cl键生成所需的反应条件,本研究中分别以苯和苯酚作为焦油模型化合物,以氯气作为“活性氯”,在均相管流反应器上开展实验研究,利用傅立叶变换红外光谱分析仪和气相色谱-质谱联用仪对产物进行检测,得到了不同反应温度和氧气浓度下C-Cl的生成规律,揭示了有机物氯化反应与氧化反应的竞争机制,提出了苯在氯气和氧气共同作用下的转化路径。苯在氯气和氧气共同作用下存在三条主要的转化路径:氯化反应、氧化反应和聚合反应。低温低氧浓度条件下,氯化反应占据主导,容易产生C-Cl键;低温高氧浓度条件下,主要发生氧化裂解反应,产生小分子氯代烃;高温低氧浓度条件下,C-Cl键受热断裂,发生聚合反应;高温高氧浓度条件下,氧化反应占据主导,有机物被氧化成CO2,C-Cl键得到了有效的抑制。根据上述研究结果,为实现气化产气燃烧过程中二恶英和NOx的协同控制,本文中提出了采用空气分级燃烧的方法,一方面利用空气分级燃烧中的欠氧燃烧区起到抑制NOx生成的作用,另一方面利用空气分级燃烧中的过氧燃烧区起到抑制二恶英生成的作用。为确定二恶英和NOx协同控制所需的反应条件,本研究中搭建了空气分级燃烧反应器,利用模拟气化产气开展实验研究,得到了不同配风方式和反应温度下NH3和焦油模型化合物对NO生成与还原的影响规律。综合上述研究结果,本文以生活垃圾模型化合物为原料,在上吸式气化-均相转化-空气分级燃烧反应器上开展实验研究,得到了配风方式、反应温度、停留时间以及均相转化等因素对二恶英生成的影响规律,验证了空气分级燃烧对气化产气燃烧过程中二恶英和NOx协同控制的效果,为工程应用提供参考。

沈骏[8](2017)在《超细煤粉燃烧的NOx排放特性及煤焦-NO反应的机理研究》文中研究指明能源和环境是世界永恒的主题,对于在能源利用过程中对环境造成的污染,已成为全球备受关注的话题。在燃煤过程中产生的二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SO2)以及超细颗粒物在进入大气之后,会引发一系列的物理化学反应。例如二氧化碳会引发全球的气候变化,造成全球温度的升高,产生温室效应,人类的生存也因此危机重重。在2015年底召开的巴黎气候峰会,会议核心是进一步控制二氧化碳的排放,以期完成哥本哈根大会上制定的目标,并在《联合国气候变化框架公约》和《京东议定书》的基础上,达成抑制全球气候变暖并具有约束力的多边协定。氮氧化物和硫氧化物是产生酸雨的重要前驱物,对于氮氧化物,还会造成呼吸系统疾病以及光化学污染。近年来雾霾现象是社会的热点话题,而雾霾的产生也是由于燃煤过程中产生的超细颗粒物在空气中形成气溶胶粒子,最终形成超细的干尘颗粒,再加之不良的扩散环境,雾霾已成为困扰社会的环境问题。本文主要采用多种燃烧手段,致力于燃煤过程中尤其是超细煤粉燃烧的氮氧化物脱除,并结合CO2气氛下煤粉再燃的最新技术,在控制NOx排放的同时,对烟气出口高浓度的CO2进行后续的压缩、储存,从而降低封装成本。采用热重红外联用(TG-FTIR)测试技术以及多功能一维沉降炉,研究超细煤粉在热解过程中的各种重要气相物质以及官能团的析出规律。研究发现,对于不同的气相物质和官能团,由于煤焦发生芳环缩聚反应,导致芳环羧基官能团数量减少,致使神华烟煤(SH)的CO2析出量较少;内蒙古烟煤(NMG)由于具有更多的侧链以及酚羟基,因此CO析出量较高;对于神华烟煤,随着粒径的减小,CH4的吸收峰有所减弱,而内蒙古烟煤中粒径的影响与神华的相似;C=C芳烃化合物与C=O羰基化合物的析出规律保持一致;对于神华烟煤的流动床热解,当粒径小于17.44μm,CH4的析出含量随之增加,44.26μm的析出量有所不同,可能是由于团聚作用而引起的;热解过程中含氮气体的析出规律具有较大的关联性,HCN通过二次反应机理和氧化反应向生成NH3和NO的方向转化。采用多功能一维沉降炉开展超细煤粉烟煤、无烟煤在空气分级燃烧的实验,研究NOx的排放特性,结合上海光源同步辐射中小角散射(SAXS)测试技术,并引入煤焦与NO相互作用的反应原理,解释NOx排放的规律和趋势。在无烟煤的分级燃烧过程中,采用多级分级燃烧技术,进一步降低NOx的生成。研究发现,煤阶对NOx的还原影响较大,内蒙古烟煤由于煤焦中有丰富的反应活性点,燃烧过程中生成更少的NOx;根据不同的煤种,神华烟煤和内蒙古烟煤各存在NOx排放最高点的粒径,神华烟煤的最高点为17μm,内蒙古烟煤的最高点为30μm;内蒙古烟煤在分级燃烧过程中的还原效率更高;对于阳泉无烟煤,常规粒径更适合浅度分级燃烧,燃尽率在分级燃烧中的改变较小;多级分级燃烧的还原效率高于单级分级燃烧,燃尽率随着多级分级燃烧工况的改变,基本不受影响;无烟煤超细煤粉分级燃烧的还原效率优于常规粒径。采用多功能一维沉降炉开展神华烟煤超细煤粉N2和CO2两种气氛下的再燃实验。在实验的过程中,同时监测燃烧过程中的氮氧化物前驱物以及其他气相物质,为解释NOx的排放特性提供更多的数据支持。研究发现,对于N2气氛,必须控制再燃燃料比和氧浓度在合理的参数下运行,超细煤粉在低再燃燃料比的工况下优势不明显,在高再燃燃料比的工况下才能实现更高的NOx还原效率;超细煤粉再燃在低氧浓度工况下的还原效率更高。对于CO2气氛下的再燃,超细煤粉粒径21.30μm在低氧浓度和高再燃燃料比的工况,还原效率在所有粒径中最高;在中再燃燃料比的区间(15%25%),对于粒径17.44μm和44.26μm,存在一个平台,使得增加再燃燃料比不能有效提升还原效率;温度的增加并不能使NOx还原特性呈现单调增加的趋势;增加再燃区入口NO浓度并不能有效提升还原效率。采用量子化学方法,并结合Gaussian公司提供的官方软件,模拟超细煤粉分级燃烧、N2和CO2气氛再燃过程中不同气体对煤焦-NO异相还原反应的影响,从而解释在燃烧过程中出现的一些现象,使实验数据与模拟结果相互印证。研究发现,当CO吸附在煤焦表面,煤焦表面的NO和CO分子经历旋转、拉伸、重组等变化,最终形成有利于CO2和N2分子脱附的结构,将NO和CO分子转化成为CO2和N2分子;当O2吸附在煤焦表面,容易使煤焦发生开环反应,并形成有利于NO吸附的分子结构,随后煤焦发生闭环反应和CO2分子脱附反应,最终NO以煤焦氮的形式赋存于煤焦表面,从而抑制NO向环境的排放。超细煤粉的空气分级燃烧、O2/CO2分级燃烧、N2和CO2气氛再燃等技术可以克服常规煤粉燃烧过程中容易出现的燃烧效率低、稳燃效果差、结渣等不足之处,并且可以实现多种污染物气体协同控制。在现有的工业应用中,通过对炉膛内燃烧器的改造以及重新布置,可实现降低NOx生成的最终目标。这些技术相对于其他的氮氧化物脱除技术,成本更低,可操作性更强,因此将在未来的市场和工程应用中具有更加广阔的前景和应用价值。

栾积毅[9](2009)在《生物质再燃过程的试验研究及数值模拟》文中研究表明再燃低NOx燃烧技术是一种适合我国以煤为主能源结构的低成本的有效的锅炉氮氧化物排放控制技术,采用可再生能源的生物质作为再燃燃料,拓宽了再燃燃料的选择。生物质再燃作为生物质和煤联合燃烧方式的一种选择,替代了相应数量的化石燃料用于能源的供给,从而减少相应数量化石燃料的CO2、SO2的释放,同时有效的降低整个联合燃烧过程的NOx排放,因此生物质再燃将是一种应用前景广阔的联合燃烧技术。本文建成了一个能够较好的模拟生物质再燃过程的沉降炉实验系统,针对生物质再燃脱硝技术开展了较全面的研究。再燃燃料的热解特性是影响NOx还原效果的关键,首先在恒温沉降炉上对三种生物质:木屑、秸秆、稻壳及一种烟煤煤粉进行了氮气气氛下的快速热解试验,采用三个温度条件:900、1000、1100℃。生物质成分中高的挥发分、氧、H/C比决定了其快速热解会取得比煤粉高的气相产率。生物质的气相产率明显高于煤粉,1000℃三种生物质的气相产率分别为:木屑92.06%、秸秆86.66%、稻壳78.33%,煤粉25.91%。煤粉快速热解最终的气相产物组分中H2含量在所有成分中所占比例最高,其次是CO,CH4和CO2。三种生物质最终的热解气相产物组分中,CO最高,H2次之,这与煤粉快速热解的结果相反。单位热值生物质的热解气析出总量及CH4、CO、H2明显高于煤粉,这是生物质再燃脱硝能力高于煤粉的一个重要原因。建立了快速热解失重率动力学模型,对几种燃料快速热解动力学参数进行了计算,稻壳、秸秆和木屑的活化能、频率因子非常接近,煤粉略小于三种生物质。采用哈尔滨工业大学理学院的美国Quantachiome公司AUTOSORB-1-C全自动比表面积及孔隙度分析仪对快速热解焦炭试样进行低温氮吸附等温线的测定,计算得到各种焦炭比表面积、孔容积和分形维数等孔结构参数。随热解温度的增加,几种焦炭比表面积和总孔容积均呈增大趋势,三种生物质焦炭的比表面积及总孔容积都明显大于同温度煤粉焦炭。煤粉焦炭的分形维数明显低于三种生物质,表明煤粉焦炭与生物质焦炭相比,其孔隙率低,表面结构趋于平滑。综合孔隙结构参数的分析,认为生物质焦炭高的比表面积为气固两相反应提供了反应必需的接触面,高的分形维数表明生物质焦炭表面结构复杂,相应缺陷位增加,这使得焦炭颗粒表面在再燃过程中形成更多的反应活性点,为其再燃异相还原NOx提供良好的条件。实验获得的煤粉、生物质快速热解焦炭孔隙结构参数及分析结果,为进一步分析研究生物质NOx生成和还原机理提供基础数据。对三种生物质和煤粉在恒温沉降炉上进行了再燃脱硝的实验研究,针对燃料种类、过量空气系数、再燃温度、停留时间及再燃比例等因素的改变对脱硝过程的影响进行了实验研究,同时对燃料的再燃燃尽特性及再燃过程中C、N、H元素的消耗规律进行了分析。相同的再燃条件下,生物质再燃脱硝能力明显高于煤粉,木屑在再燃比25%、SR=0.7时的再燃脱硝率能达到87.99%,而煤粉的脱硝率仅有52.82%。生物质高的挥发分含量、H/C比使其在再燃富燃料条件下释放出大量的气相还原物质,这是生物质再燃能够获得高脱硝效率的主要原因。生物质脱硝效率随再燃区过量空气系数的提高逐渐降低,从停留时间的角度来看,生物质能够在0.6s以内完成再燃脱硝过程,是最接近于天然气的再燃燃料。生物质在再燃比例15~20%、过量空气系数0.8~0.9条件下可以获得合理的脱硝率。生物质再燃过程中,不完全燃烧热损失能够保持在合理的范围内。通过对生物质再燃过程气氛中NH3、HCN的变化规律的分析,认为再燃过程中的HCN主要是再燃燃料释放的CHi与烟气中的NO反应生成的,还原性气氛有利于NH3的生成,NO+NHi的反应是再燃区消减NO的重要反应。生物质与煤粉在再燃过程中C、N、H元素的消耗规律一致。氢的释放最快,再燃初期生物质及煤粉的H元素基本析出完全,C和N基本上是同步析出。生物质C、N的消耗率明显高于煤粉。生物质高的再燃区C、N消耗率,一方面减少了燃尽区焦炭氮氧化生成NO,从而进一步降低NO的排放;同时少的焦炭数量,改善了燃尽区的燃尽条件,避免了燃尽区的固体不完全燃烧损失。本文的研究工作对生物质再燃技术的应用提供了理论依据及技术参考。

高攀[10](2008)在《先进再燃及选择性非催化脱硝优化实验与机理研究》文中研究说明我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,电力生产以火力发电为主,发电用煤占原煤消耗总量近50%。煤燃烧排放出大量有毒气体,十多年来我国火电厂NOx放总量逐年增加,污染日趋严重,我国酸雨污染也正在由过去的硫酸型向硫、硝酸混合型转变。目前虽已经采取了低NOx燃烧器、分级配风、火上风等技术措施,但降低NOx排放能力有限,难以满足日益严格的环境标准要求。目前,我国拥有自主知识产权且成熟的脱硝技术较少,而燃煤电站烟气脱硝迫在眉睫,急需成本低廉、高效的脱硝技术。先进再燃及选择性非催化脱硝技术具有脱硝率高、运行成本适中、易于实现对中老锅炉改造等诸多优点,突出的技术、经济性优势使其有望成为我国燃煤电站脱硝的主流技术。本文建设了多功能脱硝实验平台及模拟气氛反应炉,实验研究了基本工况参数对SNCR脱硝反应的影响,重点研究了5种钠添加剂、3种含氧有机物、3种可燃气及SO2对SNCR脱硝过程的影响;综合考虑氨水、尿素脱硝反应,增补钠添加剂、乙醇添加剂脱硝增效反应机理,提出了适用于添加剂协同氨水、尿素SNCR脱硝反应的机理模型,并对比分析实验与模拟结果,验证了动力学模型的合理性。实验研究了基本工况参数对3种气体燃料、4种生物质、3种煤粉以及生物质煤粉混合燃料再燃脱硝过程的影响,得出了不同种类燃料再燃脱硝特性;重点研究了氨剂、添加剂协同再燃脱硝过程,对比分析再燃、先进再燃及第二代先进再燃脱硝特性差异;建立了气体第二代先进再燃脱硝的机理模型,模型以GRI-Mech 3.0机理为基础,完善了氨水的脱硝反应,增补尿素的高温分解、水解反应以及钠、铁添加剂反应机理,实现了不同种类氨剂、添加剂协同气体再燃脱硝过程的动力学模拟,为优化先进再燃实验研究及完善动力学机理模拟提供参考和依据。(1)采用实验研究与动力学模拟相对应的方法系统研究了基本工况参数对SNCR脱硝过程的影响,明确了SNCR脱硝反应基本特性。研究发现氨水SNCR脱硝的最佳温度为1000℃,对应最大脱硝率89.2%,温度窗口为950℃-1067℃。尿素SNCR脱硝的最佳脱硝温度1000℃,最大脱硝率为90.1%,对应温度窗口为967℃-1057℃。在最佳脱硝温度下,氨水与尿素脱硝率相差较小,但低于最佳脱硝温度时,尿素SNCR脱硝受到分解及水解反应程度的限制,脱硝率明显低于氨水。氨水与尿素SNCR脱硝最佳氨氮比均为1.5,模拟SNCR脱硝过程达到反应平衡所需时间略小于实验条件所需时间,增加反应区氧浓度,使得氨水、尿素脱硝率均有所下降。(2)向反应区喷入Na2CO3添加剂明显提高了700℃-900℃温度区域SNCR脱硝率。Na2CO3进入炉膛后迅速分解并与H2O反应生成稳定的钠化合物NaOH,利用含钠物质参与的脱硝反应对NO进行敏感性分析,得到含钠物质问的转化规律,发现NaOH经由NaOH→NaO2→Na→NaO→NaOH链式转化,将H2O和惰性的HO2转化为活性的OH基,提高了活性基浓度,从而在较低温度时就激发了SNCR脱硝反应链,提高了低温下SNCR脱硝率。在最佳脱硝温度窗口内,Na2CO3参与反应生成的OH基与N-H-O反应系统自身产生的OH基浓度相比较小,因此高温条件下Na2CO3的促进作用不明显。实验研究了5种钠添加剂900℃时对SNCR脱硝反应的影响,发现各含钠物质具有相似的促进作用,其中NaOH、CHCOONa、CH3COONa作用最为明显,脱硝率提高了23%,Na2CO3次之,脱硝率提高了19.6%,NaCl的效果最差,仅提高了10.8%。脱硝率随烟气中Na2CO3浓度的增大先升高后降低,Na2CO3的最佳浓度为400×10-6。钠添加剂通过NaO+CO→Na+CO2,NaO2+CO→NaO+CO2反应明显降低了尾气中CO浓度。(3)C2H5OH协同SNCR脱硝机理研究发现,C2H5OH能与O2发生反应生成CHi、OH等活性基,明显提高了750℃-850℃温度区域的脱硝率,并使最佳脱硝温度由1000℃降至850℃,但在高温条件下C2H5OH又一定程度降低了NO还原率。添加C2H5OH使SNCR脱硝反应温度窗口向低温方向移动约100℃,但并没有拓宽温度窗口。温度低于850℃时,脱硝率随C2H5OH浓度的增加而增加,温度高于850℃时,脱硝率随C2H5OH浓度的增加而降低。实验选用C2H5OH、C3H8O3、C3H6O2三种有机添加剂,研究其对SNCR脱硝过程的影响,发现添加含氧有机物均能明显提高800℃-900℃温度区域的脱硝率,而温度高于950℃后又不同程度削弱了NO的还原反应。实验还发现添加含氧有机物增加了尾气中CO的排放浓度,温度低于950℃时尤为明显,这是由含氧有机物在温度较低时不完全氧化造成的。含氧有机物是否适合用作SNCR脱硝添加剂需要慎重考虑,因为在其促进脱硝最明显的温度区域,增加了另一种污染物CO的排放量。(4)实验研究了CO、天然气(NG)、液化石油气(LPG)以及SO2等4种气体添加剂对SNCR脱硝过程的影响。CO在水蒸气存在条件下的氧化反应能够产生H、OH等活性基,使得反应温度窗口向低温方向移动约100℃,并使氨水、尿素SNCR脱硝最佳温度由1000℃分别降为850℃和900℃,但CO没有拓宽SNCR脱硝反应温度窗口,最佳脱硝效率没有变化。天然气、液化石油气的加入改变了SNCR脱硝反应的温度特性,烟气中可燃气浓度越高,SNCR脱硝对温度的依赖程度越低,但反应区温度低于850℃,可燃气/NO摩尔比大于1.0时会造成CO排放增大。SO2使SNCR温度窗口向高温方向移动,降低了最佳脱硝温度附近氨剂的还原效率,并削弱了Na2CO3和Ca(CH3COO)2对SNCR脱硝过程的促进作用。(5)利用高温气氛反应炉、多功能脱硝实验台以及改进的GRI-Mech 3.0脱硝反应机理系统研究了再燃区温度、过量空气系数、再燃比、停留时间等工况参数对再燃脱硝的影响。研究发现液化石油气和天然气再燃最佳过量空气系数为0.8。延长再燃区停留时间有利于提高脱硝率,当再燃温度低于1100℃时尤为明显;天然气再燃所需停留时间较短,约为0.68s,液化石油气、压缩天然气由于所含高分子碳氢化合物较多,再燃区停留时间应不低于1s,延长停留时间可缩小3种碳氢气体再燃脱硝率差异。模拟发现增加反应系统压力有利于提高脱硝率并能降低再燃区出口TFN(TFN=NOx+HCN+NH3)排放。由于不饱和烃键能较低,容易断裂,低温条件下不饱和烃含量较高的可燃气再燃脱硝率明显高于饱和烃含量高的可燃气。(6)在典型再燃温度1000℃~1300℃范围内,先进再燃脱硝率要比基本再燃脱硝率高出20%-38%,加入氨水、尿素和氰化氢均能明显促进再燃脱硝过程,结合TFN排放及还原剂经济性,氨水及尿素作为先进再燃还原剂优于氰化氢。尿素需要分解为NH3和HNCO才能参与NO的还原反应,再燃区温度低于1100℃时,尿素对再燃脱硝的促进作用低于氨水,1100℃之后尿素为还原剂的先进再燃脱硝率基本保持不变,而氨水对再燃脱硝的促进作用则随再燃区温度增加而降低,因此再燃区温度低于1100℃应选择氨水为还原剂,高于1100℃时应选择尿素。动力学模拟及实验发现先进再燃脱硝率随氨氮比增大而提高,结合脱硝率及再燃区出口TFN排放,建议氨氮比取1.5-2.0。(7)Na2CO3、Fe(CO)5添加剂对再燃脱硝过程的影响受再燃温度及添加剂浓度的共同制约,添加剂浓度越大,低温时抑制作用越明显,出现促进作用的温度点越高,在添加剂作用下最佳再燃温度向高温方向移动。当Na2CO3、Fe(CO)5与氨剂共同喷入再燃区时,Na2CO3对先进再燃脱硝过程起促进作用,尤其是在1050℃之后,Na2CO3的促进作用更为明显:Fe(CO)5在温度低于1100℃时对先进再燃脱硝起抑制作用,但温度高于1100℃之后,又起到明显的促进作用,在较高的再燃温度下,添加剂浓度对脱硝率几乎没有影响。(8)C2H5OH不适合用作先进再燃添加剂,它对氨水和尿素还原性能均有不同程度的削弱作用,并且增加了CO的排放浓度。SO2对气体再燃脱硝影响微弱,但会削弱添加剂对再燃的促进作用。主要原因是SO2与添加剂阳离子结合成稳定的硫化物,从而削弱金属离子与活性基的反应,并降低了金属氧化物的催化作用。实验发现氨水为氨剂时,先进再燃结合SNCR技术脱硝比仅先进再燃脱硝率高出10个百分点,而尿素作为氨剂时同比高出5个百分点,碳酸钠对二级喷入氨剂促进作用微弱。(9)实验发现700℃-900℃时,生物质再燃脱硝率随反应温度增加而提高,900℃之后脱硝率呈下降趋势,相同实验条件下生物质再燃脱硝率远高于煤粉。与单一煤粉再燃脱硝相比,掺混生物质可使再燃脱硝率提高15-27个百分点,并使煤粉再燃脱硝适宜温度区间由1100℃~1200℃拓宽至900℃~1200℃;与单一生物质再燃脱硝相比,1000℃~1200℃时掺混煤粉可使脱硝率提高5个百分点。为保证高脱硝率以及宽广的适宜再燃温度区间,掺混比λ应大于1。生物质再燃最佳过量空气系数为0.8,生物质掺混煤粉再燃过量空气系数最佳范围为0.6-0.8。实验固体燃料最佳再燃比均为20%。反应气氛中NO初始浓度越大,生物质粒径越小,再燃脱硝效果越好,较大的再燃比可以一定程度上缩小再燃物料粒径及初始NO浓度带来的脱硝率差异。(10)氨水、尿素均能明显提高生物质再燃脱硝率,AR-lean方式下先进再燃脱硝率高于AR-rich。钠添加剂对先进再燃脱硝的促进机理与反应气氛有关。在还原性气氛中钠添加剂通过消耗活性基,减弱羟基的氧化反应,增强NO的还原;在氧化性气氛下,钠添加剂的促进机理与还原性气氛相反,是通过H2O(?)H+OH反应形成活性OH基,促进氨剂脱硝反应从而提高了脱硝率。向再燃区喷入Na2CO3,对先进再燃脱硝的促进作用要高于向燃尽区喷入添加剂,因为Na2CO3在再燃区和燃尽区均发挥了促进作用。

二、再燃燃料中HCN对NO_x还原的影响(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、再燃燃料中HCN对NO_x还原的影响(论文提纲范文)

(1)水泥窑炉煤基-NOx深度还原特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号说明表
第1章 引言
    1.1 研究背景及研究意义
        1.1.1 水泥工业发展及NO_x排放现状
        1.1.2 国内外水泥行业NO_x排放标准
    1.2 水泥生产工艺及NO_x生成来源
        1.2.1 新型干法水泥生产工艺流程
        1.2.2 新型干法水泥生产过程中NO_x来源分析
    1.3 国内外本学科领域的发展现状与趋势
        1.3.1 水泥行业NO_x控制研究现状
        1.3.2 煤基深度脱硝技术方案
    1.4 本文研究目的和主要内容
第2章 水泥窑炉条件下煤基-NO_x还原机理研究
    2.1 引言
    2.2 煤粉NO_x还原机理研究现状
        2.2.1 NO_x均相还原
        2.2.2 NO_x异相还原
        2.2.3 小结
    2.3 试验装置及方法
        2.3.1 试验物料
        2.3.2 试验系统
        2.3.3 试验步骤
    2.4 低O_2-高NO气氛中氮的迁移转化路径研究
        2.4.1 低氧条件下燃料型NO_x生成探究
        2.4.2 低氧条件下烟气中NO_x还原特性
        2.4.3 NO均相及异相还原对比分析
        2.4.4 低氧或无氧条件下NO均相及异相还原机理
    2.5 生料对NO均相及异相还原影响
        2.5.1 生料对volatile-NO均相还原影响
        2.5.2 生料对char-NO异相还原影响
    2.6 本章小结
第3章 水泥窑炉燃烧过程NO_x深度控制工艺探索
    3.1 引言
    3.2 试验系统工艺流程
    3.3 试验台关键部件
        3.3.1 原位还原炉
        3.3.2 分解炉
        3.3.3 窑气发生器
        3.3.4 测控与取样系统
    3.4 工艺探索
        3.4.1 试验条件
        3.4.2 系统运行状态分析
        3.4.3 高温改性燃料特性分析
        3.4.4 分解炉内含氮组分迁移规律分析
    3.5 本章小结
第4章 水泥窑炉燃烧过程NO_x深度控制特性试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验条件
        4.2.1 试验物料
        4.2.2 试验方法与数据处理
    4.3 流化空气系数对燃烧过程中NO_x深度控制影响
        4.3.1 试验工况
        4.3.2 流化空气系数对原位还原过程影响
        4.3.3 流化空气系数对分解炉运行特性及NO_x排放分析
    4.4 原位还原炉温度对燃烧过程中NO_x深度控制影响
        4.4.1 试验工况
        4.4.2 温度对原位还原过程影响
        4.4.3 温度对分解炉运行特性及NO_x排放分析
    4.5 分解炉还原区空气系数对燃烧过程中NO_x深度控制影响
        4.5.1 试验工况
        4.5.2 分解炉运行特性分析
        4.5.3 分解炉NO_x排放分析
    4.6 分解炉还原区高度对燃烧过程中NO_x深度控制影响
        4.6.1 试验工况
        4.6.2 分解炉运行特性分析
        4.6.3 分解炉NO_x排放分析
    4.7 水泥生料对燃烧过程中NO_x深度控制影响
        4.7.1 试验工况
        4.7.2 分解炉运行状态分析
        4.7.3 分解炉NO_x排放分析
    4.8 本章小结
第5章 水泥窑炉燃烧过程NO_x深度控制与分级再燃对比分析
    5.1 引言
    5.2 试验条件
        5.2.1 试验物料
        5.2.2 试验方法与数据处理
        5.2.3 试验工况
    5.3 深度控制试验结果分析
        5.3.1 原位还原炉运行特性分析
        5.3.2 原位还原过程中的氮迁移转化分析
        5.3.3 高温煤焦还原强化分析
        5.3.4. 分解炉内高温改性燃料燃烧沿程分析
    5.4 分级再燃试验结果分析
        5.4.1 分解炉运行状态分析
        5.4.2 分解炉沿程方向气体浓度分析
    5.5 深度控制和分级再燃试验结果对比分析
        5.5.1 不同工艺的NO_x整体减排效果分析
        5.5.2 不同工艺对窑气中NO_x的还原效果分析
        5.5.3 深度控制对燃料型NO_x的脱除效果分析
    5.6 本章小结
第6章 水泥窑炉烟气残留NO_x深度还原特性影响研究
    6.1 引言
    6.2 3t/d水泥窑炉烟气残留NO_x深度还原中试平台介绍
    6.3 试验条件
        6.3.1 试验物料
        6.3.2 试验方法与数据处理
        6.3.3 试验工况
    6.4 试验结果分析
        6.4.1 试验平台运行情况
        6.4.2 不同工况下NO_x还原效率整体对比
        6.4.3 还原煤粉投入量影响
        6.4.4 一旋及二旋烟气温度影响
        6.4.5 生料及氧气浓度影响
        6.4.6 耦合因素影响综合分析
    6.5 常规氮转化路径及氮定向转化路径对比分析
    6.6 煤基深度脱硝在2500t/d水泥生产线示范工程应用
        6.6.1 示范工程概况
        6.6.2 试验条件
        6.6.3 试验结果及分析
    6.7 本章小结
第7章 结论和展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(2)煤燃烧过程中NOx前驱物析出特性及焦炭-NO/N2O异相还原机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 NO_x的排放
        1.1.2 NO_x的生成
        1.1.2.1 挥发分氮向NO_x的迁移转化
        1.1.2.2 焦炭氮向NO_x的迁移转化
    1.3 NO_x排放控制技术
        1.3.1 低氮燃烧技术
        1.3.2 烟气脱硝技术
    1.4 NO_x异相还原研究现状
        1.4.1 NO异相还原的研究现状
        1.4.2 基于量子化学NO异相还原机理的研究
    1.5 本文主要研究内容
第2章 金属催化煤热解生成NO_x前驱物的机理
    2.1 引言
    2.2 热重-质谱实验
        2.2.1 样品制备
        2.2.2 实验过程
    2.3 Ca对煤NO_x前驱物释放特性影响的实验研究
        2.3.1 Ca对煤热解过程的影响
        2.3.2 Ca对煤NO_x前驱物析出特性的影响
    2.4 Ca存在下煤NO_x前驱物NH_3和HCN生成机理分析
        2.4.1 计算模型
        2.4.2 计算方法
        2.4.3 Ca对煤N迁移生成NH_3的影响机理
        2.4.4 Ca对煤N迁移生成HCN的影响机理
    2.5 Fe对煤NO_x前驱物释放特性影响的实验研究
        2.5.1 Fe对煤热解过程的影响
        2.5.2 Fe对NO_x前驱物析出特性的影响
    2.6 Fe存在下煤NO_x前驱物NH_3和HCN生成机理分析
        2.6.1 模型选择及计算方法
        2.6.2 Fe对煤N迁移生成NH_3的影响机理
        2.6.3 Fe对煤N迁移生成HCN的影响机理
        2.6.4 Fe参与下煤生成NH_3和HCN的动力学分析
    2.7 本章小结
第3章 无氧/低氧环境中焦炭N的迁移转化特性
    3.1 引言
    3.2 焦炭氮模型与计算方法
        3.2.1 焦炭氮模型
        3.2.2 计算方法
    3.3 NO存在下armchair型焦炭氮中N的迁移转化机理
        3.3.1 路径一(NO首先在吡啶氮环表面吸附)
        3.3.2 路径二(N首先在吡啶氮环中剥离)
    3.4 NO存在下zigzag型焦炭氮中N的迁移转化机理
        3.4.1 路径一(NO首先在吡啶氮环表面吸附)
        3.4.2 路径二(N首先在吡啶氮环中剥离)
    3.5 低氧条件下armchair型焦炭氮(R3)的转化特性
        3.5.1 路径一(CO和N_2的形成)
        3.5.2 路径二(CO和N_2O的形成)
    3.6 低氧条件下zigzag型焦炭氮(R4)的转化特性
        3.6.1 路径一(CO_2和N_2的形成)
        3.6.2 路径二(CO和N_2的形成)
    3.7 NO存在下焦炭氮模型N迁移转化的分析及氧对其转化过程的影响机理
        3.7.1 NO存在下两种焦炭氮模型N迁移转化的比较
        3.7.2 氧对焦炭N转化过程的影响机理
    3.8 本章小结
第4章 焦炭活性位点对NO还原的影响机理研究
    4.1 引言
    4.2 焦炭模型与计算方法
    4.3 不同模型尺寸下焦炭-NO异相作用机理
        4.3.1 5个芳香环簇组成的锯齿形碳基(R1)表面的NO异相还原机理
        4.3.2 焦炭模型尺寸对NO异相还原机理的影响
        4.3.3 不同焦炭模型尺寸下NO异相还原的动力学分析
    4.4 焦炭活性位点对NO异相还原的影响
        4.4.1 模型及方法
        4.4.2 两个活性位点焦炭(R1*)与NO的异相还原机理
        4.4.3 三个活性位点焦炭(R2*)与NO的异相还原机理
        4.4.4 四个活性位点焦炭(R3*)与NO的异相还原机理
        4.4.5 不同活性位点下焦炭-NO异相还原的热力学分析
    4.5 本章小结
第5章 氧浓度对焦炭异相还原NO的影响机理研究
    5.1 引言
    5.2 焦炭模型与计算方法
    5.3 含一个羟基zigzag焦炭模型(R1)异相还原NO机理
        5.3.1 新活性位点的形成
        5.3.2 NO的吸附及在新活性位点的还原
    5.4 含两个羟基zigzag焦炭模型(R2)异相还原NO机理
        5.4.1 新活性位点的形成
        5.4.2 NO的吸附及在新活性位点的还原
    5.5 不同氧浓度对NO异相还原的影响机理
    5.6 本章小结
第6章 氧及CO存在下焦炭-N_2O的异相还原机理
    6.1 引言
    6.2 焦炭模型与计算方法
    6.3 氧在N_2O异相还原中的作用及残余氧在焦炭表面的解吸
        6.3.1 armchair型焦炭-N_2O反应机理
        6.3.2 zigzag型焦炭-N_2O反应机理
        6.3.3 动力学分析
    6.4 CO对焦炭-N_2O异相反应的影响机理
        6.4.1 CO存在下armchair型焦炭(R1)异相还原N_2O机理
        6.4.2 CO存在下zigzag型焦炭(R2)异相还原N_2O机理
        6.4.3 动力学分析
    6.5 本章小结
第7章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及研究成果
致谢

(3)660 MW煤粉炉气体再燃特性及NOx排放研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 燃煤锅炉气体燃料再燃研究现状
    1.3 论文研究内容
2 燃煤锅炉气体再燃理论及数值模型
    2.1 燃煤锅炉气体再燃过程及NO_x生成机理
        2.1.1 主燃区燃烧NO_x生成机理
        2.1.2 再燃区燃烧NO_x生成机理
        2.1.3 气体再燃过程空气分配原则
    2.2 气体再燃数值模型
        2.2.1 基本守恒方程
        2.2.2 气相湍流流动数学模型
        2.2.3 气固两相流模型
        2.2.4 煤粉颗粒燃烧模型
        2.2.5 气相燃烧模型
        2.2.6 辐射模型
    2.3 本章小结
3 660MW锅炉再燃计算模型
    3.1 660MW亚临界锅炉
    3.2 气体燃料再燃计算
        3.2.1 不同生物质气喷口位置
        3.2.2 再燃区不同过量空气系数
        3.2.3 不同气体燃料
    3.3 污染物NO_x计算
    3.4 网格划分及边界条件
        3.4.1 网格划分
        3.4.2 边界条件
    3.5 本章小结
4 燃煤锅炉气体再燃数值模拟
    4.1 生物质气喷口位置对耦合锅炉再燃的影响
        4.1.1 模型验证
        4.1.2 生物质气喷口位置对炉内流场的影响
        4.1.3 生物质气喷口位置对温度场的影响
        4.1.4 生物质气喷口位置对NO_x排放的影响
        4.1.5 不同生物质气喷口位置对烟气组分的影响
    4.2 再燃区过量空气系数变化对生物质气再燃的影响
        4.2.1 模型结果验证
        4.2.2 再燃区不同过量空气系数对炉内流场的影响
        4.2.3 再燃区不同过量空气系数对温度场的影响
        4.2.4 再燃区不同过量空气系数对炉膛出口NO_x的影响
        4.2.5 再燃区不同过量空气系数对烟气组分的影响
    4.3 不同气体燃料再燃的影响
        4.3.1 不同气体燃料对炉内流场的影响
        4.3.2 不同气体燃料对温度场的影响
        4.3.3 不同气体燃料对炉膛出口NO_x的影响
        4.3.4 不同气体燃料位置对烟气组分的影响
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献

(4)燃煤链条锅炉数值模拟(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 层燃炉模拟研究现状
        1.1.1 颗粒模型
        1.1.2 床层模型
        1.1.3 物理化学过程
    1.2 NO_x的生成机理和减排措施
        1.2.1 NO_x的生成机理
        1.2.2 NO_x的减排措施
    1.3 解耦燃烧技术
        1.3.1 解耦燃烧原理
        1.3.2 解耦燃煤链条锅炉
    1.4 研究意义和研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 链条锅炉稳态模型建立、验证与应用
    2.1 燃煤链条锅炉稳态模型
        2.1.1 稳态控制方程
        2.1.2 湍流和辐射模型
        2.1.3 链条炉内物理化学模型
        2.1.4 链条炉内NO_x模拟
    2.2 传统6t/h链条炉稳态模拟
        2.2.1 传统6t/h链条炉及实验
        2.2.2 传统6t/h链条炉稳态燃烧模拟
    2.3 预燃20t/h链条炉稳态模拟
        2.3.1 20t/h链条炉及其预燃改造
        2.3.2 20t/h链条炉稳态燃烧模拟
        2.3.3 20t/h链条炉NO模拟
    2.4 链条炉稳态模拟小结
第三章 链条锅炉非稳态模型建立与验证
    3.1 燃煤链条锅炉非稳态模型
        3.1.1 移动炉排进风的模拟实现
        3.1.2 预燃20t/h链条炉非稳态冷态模拟
    3.2 传统6t/h链条炉非稳态燃烧模拟
    3.3 链条炉非稳态模拟小结
结论与展望
参考文献
致谢

(5)层燃锅炉焦炭氮转化的调控机制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
物理量名称及符号表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 燃料氮的转化及赋存形态
        1.2.1 燃料型NO_x
        1.2.2 燃料氮的赋存形态
    1.3 焦炭N转化规律的研究现状
        1.3.1 焦炭NO生成和还原机理的研究现状
        1.3.2 焦炭性质对焦炭N转化规律影响的研究现状
        1.3.3 不同反应条件下焦炭N转化规律的研究现状
        1.3.4 层燃过程中NO释放规律的研究现状
    1.4 “层燃工业锅炉低氮燃烧技术”的若干技术问题
        1.4.1 煤层燃过程中的NO释放
        1.4.2 还原层焦炭的NO释放
        1.4.3 循环烟气对层燃过程及NO释放的影响
        1.4.4 灰层对焦炭燃烧及NO释放的影响
        1.4.5 焦炭的渗氮改性
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 焦炭层燃过程中氧化-还原分层及NO释放
    2.1 试验系统和研究方法
        2.1.1 小尺度单元体悬挂固定床试验系统
        2.1.2 红外测温试验系统
        2.1.3 焦炭的制备
        2.1.4 试验方法及数据处理
    2.2 焦炭层燃试验的结果和分析
        2.2.1 焦炭/O_2比对焦炭燃烧及氧化-还原分层的影响
        2.2.2 焦炭的氧化-还原分层对NO释放的影响
        2.2.3 温度对焦炭氧化-还原分层及NO释放的影响
        2.2.4 焦炭层燃过程中氧化-还原分层及上方气体构成的变化趋势
        2.2.5 链条炉排锅炉和往复炉排锅炉NO趋势的差异
    2.3 焦炭层燃测温试验的结果和分析
    2.4 本章小结
第3章 还原层气化焦炭的演变及NO释放
    3.1 试验系统和研究方法
        3.1.1 试验系统
        3.1.2 还原层气化焦的制备
        3.1.3 试验方法及数据处理
    3.2 还原层气化反应对焦炭还原NO的影响
    3.3 还原层气化反应对焦炭NO生成的影响
        3.3.1 焦炭N转化率
        3.3.2 NO释放量
    3.4 还原层气化反应对焦炭反应性的影响
        3.4.1 TG和 DTG特征参数
        3.4.2 燃烧特性指标
        3.4.3 燃烧反应动力学参数
    3.5 本章小结
第4章 循环烟气对焦炭氧化-还原分层及NO释放的影响
    4.1 试验系统和研究方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 O_2 通量的影响
        4.2.2 CO浓度的影响
        4.2.3 CO_2 浓度的影响
        4.2.4 循环型NO浓度的影响
        4.2.5 循环烟气对层燃过程中贫氧段持续时间的影响
    4.3 本章小结
第5章 灰层剥落对NO释放的影响
    5.1 试验系统和研究方法
        5.1.1 实验室固定床试验
        5.1.2 工业试验
    5.2 灰层对O_2有效扩散系数的影响
        5.2.1 一维燃烧试验结果
        5.2.2 O_2 有效扩散系数的模型推导
    5.3 灰层模拟剥落对焦炭N转化率的影响
        5.3.1 温度和O_2浓度的耦合影响
        5.3.2 NO浓度的影响
    5.4 工业试验结果与分析
        5.4.1 二号风室通入循环烟气
        5.4.2 三号风室通入循环烟气
        5.4.3 四号风室通入循环烟气
    5.5 本章小结
第6章 渗氮处理对焦炭还原NO的影响
    6.1 试验系统和研究方法
        6.1.1 试验系统
        6.1.2 样品的制备
        6.1.3 试验方法及数据处理
    6.2 尿素担载量对焦炭还原NO的影响
    6.3 NO入口浓度对焦炭还原NO的影响
    6.4 高温处理时间对焦炭还原NO的影响
    6.5 CO浓度对焦炭还原NO的影响
    6.6 低氧燃烧条件下渗氮焦炭对NO的还原
    6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(6)有机钙协同减排生物质燃烧SO2和NO实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号和缩略词注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 生物质能利用介绍
        1.2.2 生物质燃烧机理研究
        1.2.3 生物质燃烧过程中氮、硫迁移规律研究
        1.2.4 燃烧污染物协同减排研究
    1.3 本文的研究内容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究目的
        1.3.3 研究技术路线
        1.3.4 研究内容
    1.4 本章小结
第二章 有机钙作用下生物质燃烧特性及反应动力学分析
    2.1 引言
    2.2 试验装置及方法
        2.2.1 热重试验系统
        2.2.2 试验样品
        2.2.3 程序升温试验
        2.2.4 试验数据处理方法
    2.3 燃烧特性研究
        2.3.1 有机钙单独热解及燃烧
        2.3.2 有机钙添加方式的选择
        2.3.3 有机钙对农林生物质燃烧特性影响
        2.3.4 加入有机钙对污泥燃烧特性影响
    2.4 反应动力学分析
        2.4.1 PS加入有机钙后的燃烧动力学分析
        2.4.2 SS加入有机钙后的燃烧动力学分析
    2.5 本章小结
第三章 有机钙作用下生物质热处理过程的孔隙特性及分形机理
    3.1 引言
    3.2 试验及方法
        3.2.1 试样制备试验系统
        3.2.2 实验工况
        3.2.3 氮吸附试验及分析方法
    3.3 污泥混合有机钙热解过程孔隙特性及分形机理
        3.3.1 热解温度的影响
        3.3.2 钙硫摩尔比的影响
    3.4 花生壳混合有机钙热解过程孔隙特性及分形机理
        3.4.1 花生壳热解孔隙特性分析
        3.4.2 花生壳热解半焦的分形维数
    3.5 污泥混合有机钙燃烧过程孔隙特性及分形机理
        3.5.1 钙硫摩尔比对等温线形态的影响
        3.5.2 钙硫摩尔比对比表面积的影响
        3.5.3 钙硫摩尔比对孔径分布的影响
        3.5.4 有机钙作用下污泥燃烧的分形维数
    3.6 本章小结
第四章 生物质添加有机钙的硫释放及迁移规律
    4.1 引言
    4.2 试验装置及方法
        4.2.1 材料制备及试验系统
        4.2.2 数据分析方法
        4.2.3 试验工况
    4.3 热解过程半焦硫释放特性研究
        4.3.1 污泥热解半焦产率及硫释放特性
        4.3.2 花生壳热解半焦产率及硫释放特性
    4.4 有机钙作用气相硫释放特性
        4.4.1 污泥气相硫释放特性
        4.4.2 花生壳气相硫释放特性
    4.5 有机钙作用下硫迁移规律研究
        4.5.1 污泥硫迁移规律
        4.5.2 花生壳硫迁移规律
    4.6 本章小结
第五章 有机钙协同生物质再燃脱硝特性及氮迁移规律
    5.1 引言
    5.2 有机钙协同生物质再燃脱硝特性实验研究
        5.2.1 实验装置与实验材料
        5.2.2 实验参数选择与数据处理方法
        5.2.3 沉降炉实验结果与讨论
        5.2.4 沉降炉实验小结
    5.3 再燃过程中氮迁移规律研究
        5.3.1 实验系统与方法
        5.3.2 再燃过程氮的迁移规律
        5.3.3 有机钙作用下生物质/污泥焦中氮迁移规律
        5.3.4 生物质/污泥焦中氮迁移路径分析
    5.4 本章小结
第六章 有机钙协同脱硫脱硝特性实验研究
    6.1 引言
    6.2 基于RSM的水平管式炉实验研究
        6.2.1 实验装置与实验材料
        6.2.2 实验工况设计
        6.2.3 结果与讨论
        6.2.4 水平管式炉实验小结
    6.3 流化床实验研究
        6.3.1 实验装置
        6.3.2 实验步骤
        6.3.4 采样与实验工况
        6.3.3 实验材料
        6.3.5 实验结果与讨论
        6.3.6 有机钙加入方式对协同脱硫脱硝的影响比较
    6.4 国内外流化床生物质燃烧污染物控制研究对比
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文创新点
    7.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文

(7)生活垃圾气化产气燃烧过程中二恶英和NOx协同控制的实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 我国生活垃圾处理现状
        1.1.2 二恶英及其危害
        1.1.3 生活垃圾焚烧过程中二恶英的生成与控制
        1.1.4 生活垃圾焚烧过程中氮氧化物的生成与控制
        1.1.5 日本生活垃圾热化学转化技术的发展
        1.1.6 气化熔融技术
        1.1.7 上吸式气化-燃烧技术
        1.1.8 均相转化技术
        1.1.9 生活垃圾上吸式气化-灰渣熔融-产气均相转化-清洁燃烧一体化工艺
    1.2 生活垃圾气化产气燃烧过程中C-Cl键的形成
        1.2.1 生活垃圾气化产气中含氯组分的分布
        1.2.2 还原性气氛对“活性氯”转化成氯化氢的影响
        1.2.3 氧化性气氛对氯化氢转化成“活性氯”的影响
        1.2.4 “活性氯”对有机物的氯化
        1.2.5 氯化反应与氧化反应的竞争
    1.3 生活垃圾热化学转化过程中燃料氮的转化
        1.3.1 生活垃圾热解过程中燃料氮的转化
        1.3.2 生活垃圾上吸式气化燃烧过程中燃料氮的迁移路径
        1.3.3 小分子含氮气体的转化
        1.3.4 生活垃圾气化产气燃烧过程中NO的控制思路
    1.4 本文的研究目标和内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
    参考文献
第二章 生活垃圾气化产气组分的研究
    2.1 引言
    2.2 实验设备与方法
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器和方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 上吸式气化-均相转化产物分析
        2.3.1.1 小分子气体产物
        2.3.1.2 焦油
        2.3.2 热解失重特性
        2.3.3 热解产物分布
        2.3.3.1 HCl的析出特性
        2.3.3.2 Cl_2的析出特性
        2.3.3.3 NH_3的析出特性
        2.3.3.4 苯的析出特性
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 焦油模型化合物的氯化反应与氧化反应
    3.1 引言
    3.2 实验设备和方法
        3.2.1 均相管流实验台
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 氯化氢向“活性氯”的转化
        3.3.2 苯的氯化反应和氧化反应
        3.3.2.1 苯的氯化
        3.3.2.2 苯的氯化与氧化
        3.3.2.3 氧气浓度的影响
        3.3.2.4 反应温度的影响
        3.3.2.5 氯气浓度的影响
        3.3.2.6 氧化反应与氯化反应的竞争机制
        3.3.2.7 苯在氧气和氯气作用下的转化路径
        3.3.3 苯酚的氯化反应与氧化反应
        3.3.3.1 苯酚的氯化
        3.3.3.2 氧气浓度的影响
        3.3.3.3 反应温度的影响
        3.3.3.4 氯气浓度的影响
        3.3.3.5 苯酚氯化氧化与苯氯化氧化的对比
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 空气分级对气化产气燃烧过程中NO_x生成的影响
    4.1 引言
    4.2 实验设备与方法
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验台架
        4.2.3 实验及检测方法
    4.3 实验结果及讨论
        4.3.1 小分子烃类对NO生成的影响
        4.3.2 NH_3对NO生成的影响
        4.3.3 气化产气燃烧过程中NH_3的转化
        4.3.4 焦油模型化合物对NO生成的影响
        4.3.5 上吸式气化产气燃烧过程中NO的生成与还原
        4.3.6 空气分级燃烧对C-Cl键生成的影响
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 气化产气燃烧过程中二恶英和NO_x的协同控制
    5.1 引言
    5.2 实验设备与方法
        5.2.1 实验原料与实验装置
        5.2.2 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同反应条件下NO的生成
        5.3.2 不同反应条件下二恶英的生成
        5.3.3 反应温度对二恶英生成的影响
        5.3.4 配风方式对二恶英生成的影响
        5.3.5 停留时间对二恶英生成的影响
        5.3.6 均相转化的作用
        5.3.7 二恶英和氮氧化物的协同控制
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
攻读博士期间发表的论文

(8)超细煤粉燃烧的NOx排放特性及煤焦-NO反应的机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景以及意义
    1.2 煤粉热解及氮迁移特性
    1.3 NO_x化学反应机理介绍
        1.3.1 热力型NO_x
        1.3.2 快速型NO_x
        1.3.3 燃料型NO_x
    1.4 控制NO_x排放的燃烧技术介绍
        1.4.1 引言
        1.4.2 空气分级燃烧
        1.4.3 燃料分级燃烧
    1.5 煤粉O_2/CO_2燃烧氮氧化物控制技术
        1.5.1 O_2/CO_2燃烧技术简介
        1.5.2 O_2/CO_2燃烧NO_x控制技术
        1.5.3 O_2/CO_2分级及再燃燃烧NO_x控制技术
    1.6 超细煤粉研究现状
        1.6.1 超细煤粉定义及基本特性
        1.6.2 超细煤粉燃烧特性以及氮氧化物控制技术
    1.7 主要研究内容及方法
    参考文献
第二章 超细煤粉煤样选取及实验台架介绍
    2.1 煤样的选取及制备方法
    2.2 超细煤粉定义及基本特性
    2.3 测试装置及方法
        2.3.1 热重-红外联用分析仪器(TG-FTIR)介绍
        2.3.2 小角散射分析仪器(SAXS)介绍
    2.4 实验系统及装置
        2.4.1 沉降炉本体及温控系统
        2.4.2 空气预热系统
        2.4.3 给粉系统
        2.4.4 配气及烟气分析系统
    2.5 实验台调试及方法步骤
        2.5.1 实验台架调试过程介绍
        2.5.2 实验方法及步骤说明
    参考文献
第三章 超细煤粉热解特性实验研究
    3.1 热重-红外联用光谱分析
        3.1.1 引言
        3.1.2 TG-FTIR谱图分析
    3.2 携带流反应器快速热解实验研究
        3.2.1 引言
        3.2.2 热解工况介绍
        3.2.3 粒径的影响
        3.2.4 氧浓度的影响
        3.2.5 气氛的影响
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 超细煤粉空气分级燃烧还原NO_x的实验研究
    4.1 烟煤的空气分级燃烧
        4.1.1 引言
        4.1.2 实验方法及工况介绍
        4.1.3 结果与讨论
    4.2 无烟煤的空气分级燃烧实验
        4.2.1 引言
        4.2.2 实验方法及工况介绍
        4.2.3 结果与讨论
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 超细煤粉N_2和CO_2气氛再燃实验研究
    5.1 N_2气氛再燃实验研究
        5.1.1 引言
        5.1.2 实验方法及工况介绍
        5.1.3 氮化学机理介绍
        5.1.4 结果与讨论
    5.2 CO_2气氛再燃实验研究
        5.2.1 引言
        5.2.2 实验方法及工况介绍
        5.2.3 NO_x还原效率的结果与讨论
        5.2.4 沿程气体组分析出的结果与讨论
    5.3 本章小结
    参考文献
第六章 煤焦-NO异相还原的量子化学研究
    6.1 量子化学计算方法介绍
        6.1.1 Hatree-Fock-Roothaan方程
        6.1.2 从头计算法
        6.1.3 半经验算法
        6.1.4 密度泛函法
    6.2 煤焦异相还原NO的量子化学研究
        6.2.1 引言
        6.2.2 煤焦模型及计算方法选择介绍
        6.2.3 化学反应动力及速率常数方法介绍
    6.3 CO的存在对煤焦异相还原NO的影响
        6.3.1 引言
        6.3.2 反应路径分析
        6.3.3 动力学特性及能量分析
    6.4 O2的存在对煤焦异相还原NO的影响
        6.4.1 引言
        6.4.2 反应路径分析
        6.4.3 动力学特性及能量分析
    6.5 本章小结
    参考文献
第七章 全文总结、创新点及工作展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文创新点
    7.3 工作展望
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果

(9)生物质再燃过程的试验研究及数值模拟(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪 论
    1.1 研究背景
        1.1.1 氮氧化物的危害
        1.1.2 我国的NO_x 污染物排放现状及治理对策
    1.2 燃煤NO_x 形成与控制技术
        1.2.1 燃煤的NO_x 形成原理
        1.2.2 NO_x 控制技术
    1.3 再燃技术原理及再燃燃料的选择
        1.3.1 再燃技术原理
        1.3.2 再燃反应机理
        1.3.3 再燃燃料的选择
    1.4 生物质能概述
    1.5 生物质再燃研究现状
        1.5.1 生物质气化气再燃
        1.5.2 生物质再燃
    1.6 生物质再燃的优势
    1.7 本文的研究内容
    1.8 本章小结
第2章 一维恒温沉降炉试验系统
    2.1 一维恒温沉降炉试验系统概况
    2.2 一维恒温沉降炉试验系统设计
        2.2.1 一维恒温沉降炉本体
        2.2.2 配气系统
        2.2.3 给料系统
        2.2.4 烟气及颗粒取样系统
        2.2.5 分析仪器的介绍
        2.2.6 温度测量及控制系统
        2.2.7 排烟系统
    2.3 一维恒温沉降炉系统的调试
        2.3.1 气体控制柜及质量流量计的调试
        2.3.2 系统气密性调试
        2.3.3 实验炉再燃段温度场的研究
    2.4 本章小结
第3章 生物质快速热解实验研究
    3.1 快速热解的国内外研究现状
    3.2 生物质快速热解试验
        3.2.1 装置及方法
        3.2.2 试验物料
        3.2.3 试验工况安排
    3.3 升温速率的确定方法
        3.3.1 恒温沉降炉的传热分析
        3.3.2 恒温沉降炉内颗粒升温速率的计算方法
        3.3.3 升温速率计算结果
    3.4 数据处理方法
    3.5 试验结果及分析
        3.5.1 燃料种类及热解温度对热解气、固两相产物分配的影响
        3.5.2 燃料种类及热解温度对热解气相产物产量的影响
        3.5.3 颗粒粒径对快速热解的影响
        3.5.4 热解停留时间对气、固相产率及气相组分产量的影响
        3.5.5 快速热解过程中其他组分的析出规律
        3.5.6 热解过程中C、N、H 元素析出规律
    3.6 热解动力学参数计算
        3.6.1 模型的基本假设
        3.6.2 生物质快速热解动力学模型的建立
        3.6.3 用一级反应动力学模型计算生物质热解动力学参数
    3.7 本章小结
第4章 生物质、煤粉快速热解焦炭孔隙结构研究
    4.1 焦炭孔隙结构的分析方法
    4.2 焦炭试样制备及分析方法
        4.2.1 焦炭试样制备
        4.2.2 焦炭低温氮吸附法等温线测定及分析方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 吸附等温曲线形态分析
        4.3.2 物料种类和热解温度对焦炭比表面积及孔容积的影响
        4.3.3 孔径分布和比表面积的分布
        4.3.4 焦炭表面结构的分形分析
        4.3.5 焦炭表面SEM 扫描电镜及EDAX 能谱分析
    4.4 生物质焦炭再燃异相还原NO 的动力学分析
    4.5 本章小结
第5章 生物质再燃过程的试验研究
    5.1 实验系统和装置
        5.1.1 试验装置及方法
        5.1.2 试验物料
    5.2 实验结果和分析
        5.2.1 再燃燃料种类对再燃效果的影响的分析
        5.2.2 生物质燃料的粒度对再燃效果的影响的分析
        5.2.3 再燃区过量空气系数对再燃效果的影响的分析
        5.2.4 再燃过程O_2、CO、C_xH_y、的变化规律
        5.2.5 再燃区停留时间对脱硝率影响
        5.2.6 再燃比例对脱硝率的影响
        5.2.7 再燃燃料燃尽特性的研究
        5.2.8 再燃过程气氛中HCN、NH3 的研究
        5.2.9 再燃条件下燃料C、N、H 消耗规律
        5.2.10 再燃区温度对还原效率的影响
    5.3 本章小结
第6章 生物质再燃数值模拟
    6.1 物理模型
    6.2 气固相的控制方程
        6.2.1 气相湍流模型
        6.2.2 气固两相流动模型
        6.2.3 辐射换热模型
        6.2.4 反应模型
        6.2.5 计算方法
    6.3 反应动力学模型的建立
        6.3.1 基本假设
        6.3.2 燃烧模型的建立
        6.3.3 NO 转化模型的建立
    6.4 网格的划分
    6.5 稻壳再燃还原NO 数值模拟研究
        6.5.1 初始条件
        6.5.2 模型的验证
        6.5.3 再燃区过量空气系数变化对燃烧场的影响
        6.5.4 再燃燃料量的变化对燃烧场的影响
        6.5.5 气固两相还原NO
    6.6 生物质秸秆再燃与稻壳再燃特性的对比研究
        6.6.1 秸秆燃烧模型的建立
        6.6.2 秸秆再燃计算的初始条件
        6.6.3 秸秆和稻壳再燃还原特性的对比
    6.7 本章小结
结论
研究工作的未来展望
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历

(10)先进再燃及选择性非催化脱硝优化实验与机理研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 NO_x污染及其危害
    1.3 燃煤NO_x的形成机理
        1.3.1 热力型NO_x(Thermal NO_x)
        1.3.2 燃料型NO_x(Fuel NO_x)
        1.3.3 快速型NO_x(Prompt NO_x)
    1.4 燃煤NO_x控制技术
        1.4.1 再燃/先进再燃还原NO_x技术
        1.4.2 选择性非催化还原NO_x技术
        1.4.3 再燃/先进再燃及选择性非催化脱硝技术研究盲点
    1.5 本文的研究内容及目的
2 再燃/先进再燃及选择性非催化脱硝技术研究综述
    2.1 引言
    2.2 再燃脱硝反应机理研究及影响因素分析
        2.2.1 可燃气体再燃脱硝反应机理
        2.2.2 煤粉再燃脱硝反应机理
        2.2.3 再燃燃料种类及特性的影响
        2.2.4 再燃运行工况参数的影响
    2.3 选择性非催化脱硝机理研究
        2.3.1 Thermal DeNO_x脱硝机理
        2.3.2 NO_xOUT脱硝机理
        2.3.3 RAPRENO_x脱硝机理
        2.3.4 选择性非催化脱硝过程影响因素分析
    2.4 先进再燃脱硝机理及添加剂脱硝促进机理分析
        2.4.1 先进再燃脱硝机理
        2.4.2 添加剂对先进再燃脱硝过程的影响
    2.5 本章小结
3 选择性非催化脱硝过程动力学机理模拟研究
    3.1 引言
    3.2 选择性非催化脱硝化学反应模型发展
    3.3 机理描述与计算条件
        3.3.1 机理描述
        3.3.2 计算模型假设
    3.4 运行参数对选择性非催化脱硝影响的动力学模拟
        3.4.1 反应区温度对脱硝率的影响
        3.4.2 氨氮比对脱硝率的影响
        3.4.3 氧浓度对脱硝率的影响
        3.4.4 压力对脱硝率的影响
    3.5 添加剂对选择性非催化脱硝过程影响的动力学模拟
        3.5.1 CO对选择性非催化脱硝过程的影响
        3.5.2 H_2O_2对选择性非催化脱硝过程的影响
        3.5.3 Na_2CO_3对选择性非催化脱硝过程的影响
        3.5.4 C_2H_5OH对选择性非催化脱硝过程的影响
    3.6 本章小结
4 选择性非催化脱硝优化实验与过程模拟研究
    4.1 引言
    4.2 实验系统与实验方法
        4.2.1 实验系统
        4.2.2 实验内容与实验方法
    4.3 选择性非催化脱硝实验及模拟结果与分析
        4.3.1 反应温度对脱硝率的影响
        4.3.2 氨氮比对脱硝率的影响
        4.3.3 停留时间对脱硝率的影响
        4.3.4 初始NO浓度对脱硝率的影响
        4.3.5 氧浓度对脱硝率的影响
    4.4 添加剂对选择性非催化脱硝过程的影响
        4.4.1 钠添加剂对选择性非催化脱硝过程的影响
        4.4.2 含氧有机物对选择性非催化脱硝过程的影响
        4.4.3 CO对选择性非催化脱硝过程的影响
        4.4.4 天然气及液化石油气对选择性非催化脱硝过程的影响
        4.4.5 SO_2对选择性非催化脱硝过程的影响
    4.5 本章小结
5 气体再燃/先进再燃脱硝动力学模拟与分析
    5.1 引言
    5.2 反应动力学模型及验证
        5.2.1 机理描述
        5.2.2 计算模型假设
        5.2.3 反应动力学模型
        5.2.4 机理验证
    5.3 可燃气再燃脱硝过程中各种因素的影响
        5.3.1 再燃区温度及过量空气系数的影响
        5.3.2 反应系统压力的影响
        5.3.3 初始NO浓度及初始天然气/NO比的影响
        5.3.4 再燃区停留时间的影响
        5.3.5 不同气体燃料种类的影响
        5.3.6 再燃添加剂的影响
    5.4 可燃气先进再燃脱硝过程模拟研究
        5.4.1 不同种类还原剂对先进再燃脱硝的影响
        5.4.2 氨氮比对先进再燃脱硝的影响
        5.4.3 添加剂对先进再燃脱硝的影响
    5.5 本章小结
6 气体燃料再燃/先进再燃脱硝优化实验研究
    6.1 引言
    6.2 实验系统与实验条件
        6.2.1 实验系统
        6.2.2 实验条件
    6.3 气体再燃脱硝实验结果与分析
        6.3.1 再燃温度对脱硝率影响
        6.3.2 再燃燃料量对脱硝率影响
        6.3.3 过量空气系数对脱硝率的影响
        6.3.4 停留时间对脱硝率的影响
        6.3.5 添加剂对再燃脱硝过程的影响
    6.4 气体先进再燃脱硝实验结果与分析
        6.4.1 氨氮比及停留时间对脱硝率的影响
        6.4.2 再燃气/NO摩尔比及过量空气系数对脱硝率的影响
        6.4.3 添加剂对脱硝率的影响
        6.4.4 先进再燃结合SNCR技术脱硝实验结果与分析
    6.5 本章小结
7 固体燃料再燃/先进再燃脱硝实验研究
    7.1 引言
    7.2 实验系统与实验条件
    7.3 生物质、煤粉及其混合物再燃脱硝实验研究结果及分析
        7.3.1 再燃区温度对脱硝率的影响
        7.3.2 再燃区过量空气系数SR_2对脱硝率的影响
        7.3.3 再燃比Rff对脱硝率的影响
        7.3.4 再燃燃料粒径对脱硝率的影响
        7.3.5 再燃区停留时间对脱硝率的影响
        7.3.6 不同初始NO浓度对脱硝率的影响
    7.4 生物质先进再燃脱硝实验研究
        7.4.1 BR、AR-rich及AR-lean脱硝过程比较
        7.4.2 氨氮比对先进再燃脱硝率的影响
        7.4.3 钠添加剂对先进再燃脱硝率的影响
        7.4.4 钙铁添加剂物质对生物质先进再燃脱硝的促进作用
    7.5 本章小结
8 全文总结与建议
    8.1 论文主要结论
    8.2 论文创新点
    8.3 未来研究建议
附录
    附录1 添加剂协同选择性非催化脱硝反应机理
    附录2 第二代气体先进再燃脱硝反应机理
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要成果
学位论文评阅及答辩情况表
ENGLISH DISSERTATION
    Paper Ⅰ:Experimental study of the promoted selective non-catalytic reduction by additives #PⅠ-1
    Paper Ⅱ:Optimization of Biomass Reburning with injecting N-agents and Na-containing compounds on NO Removal #PⅡ-1

四、再燃燃料中HCN对NO_x还原的影响(论文参考文献)

  • [1]水泥窑炉煤基-NOx深度还原特性试验研究[D]. 吾慧星. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
  • [2]煤燃烧过程中NOx前驱物析出特性及焦炭-NO/N2O异相还原机理研究[D]. 陈萍. 安徽工业大学, 2020
  • [3]660 MW煤粉炉气体再燃特性及NOx排放研究[D]. 段佛元. 华北水利水电大学, 2020(01)
  • [4]燃煤链条锅炉数值模拟[D]. 黄宇. 中国石油大学(华东), 2019(09)
  • [5]层燃锅炉焦炭氮转化的调控机制研究[D]. 徐力. 哈尔滨工业大学, 2019
  • [6]有机钙协同减排生物质燃烧SO2和NO实验研究[D]. 张丽徽. 东南大学, 2018(05)
  • [7]生活垃圾气化产气燃烧过程中二恶英和NOx协同控制的实验研究[D]. 殷仁豪. 上海交通大学, 2017(01)
  • [8]超细煤粉燃烧的NOx排放特性及煤焦-NO反应的机理研究[D]. 沈骏. 上海交通大学, 2017(09)
  • [9]生物质再燃过程的试验研究及数值模拟[D]. 栾积毅. 哈尔滨工业大学, 2009(11)
  • [10]先进再燃及选择性非催化脱硝优化实验与机理研究[D]. 高攀. 山东大学, 2008(05)

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再燃燃料中 HCN 对 NO_x 还原的影响
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