高温条件下烟气成分对NO-焦炭反应影响的实验研究

摘要

在今后很长的一段时期内,煤炭都将作为我国能源消费的主体构成,其中电力用煤是煤炭消耗最主要的部分。煤炭燃烧是大气污染物NOx主要的来源。NOx的生成过程中,NO-焦炭的反应对NOx的最终排放量有很大影响,正确预测真实燃烧环境中NO-焦炭的反应的各种影响因素对降低NOx的排放具有重要的意义。论文作者搭建了高温沉降炉(HDTF),并针对高温条件下各种烟气成分对NO-焦炭反应的影响进行了详细的研究。
　　本文首先采用高温携带流反应模拟器(SHEFR)来模拟真实燃烧环境下还原性气氛制取焦炭,通过碳氢氮元素分析仪、热重分析仪和压汞仪等仪器分析原煤及制得的焦炭的相关参数,利用扫描电镜观察焦炭表面孔隙情况。然后利用高温沉降炉(HDTF),配比不同种类和浓度的烟气成分,研究CO、O2、CO2、SO2在不同温度下对NO-焦炭反应的影响规律,为今后更好的研究NO排放机理提供实验依据。
　　通过实验研究得出,63ms的停留时间条件下,SHEFR制取的焦炭样品具有发达的孔隙结构;在高温条件下,当背景气体仅有N2存在时,NO-焦炭的反应主要受到扩散作用的影响,NO的还原率随温度的升高而增大;当加入其它烟气成分时,CO能够明显的促进反应的进行,低浓度的CO会促进焦炭表面活性碳原子生成,CO浓度升高会存在温度敏感区,使得NO还原率迅速上升;O2的加入会使得NO的还原率先增大后减小,0.8％浓度的O2对NO还原的促进作用达到最大值,若O2浓度继续增大,就会消耗掉焦炭表面的活性C原子导致NO的还原率降低;SO2的加入对反应的影响很小,其对NO还原反应的影响需要温度连续变化或较长的停留时间才能够体现,在真实煤粉燃烧过程中,SO2的影响非常小;CO2浓度的改变对NO-焦炭反应的影响很小,在研究中可以将其视为背景气体存在。

目录

高温条件下烟气成分对NO焦炭反应影响的实验研究

EXPERMENTAL STUDY OF THE FLUE GAS OMPOSITION ON NO-CHAR REACTION UNDER HIGH TEMPERATURE CONDITION

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 NO-焦炭反应国内外研究

1.3 本文的研究目的及内容

第2章 煤焦的制取及分析

2.1 引言

2.2 高温携带流反应模拟器(SHEFR)

2.3 焦炭的制取

2.4 焦炭的分析

2.5 本章小结

第3章 高温沉降炉搭建与调试

3.1 引言

3.2 高温沉降炉（HDTF）系统

3.3 高温沉降炉（HDTF）操作步骤

3.4 本章小结

第4章 烟气成分对 NO 还原影响的实验研究

4.1 引言

4.2 温度对 NO-焦炭反应影响

4.3 CO对 NO-焦炭反应影响

4.4 O2对 NO-焦炭反应的影响

4.5 SO2对NO-焦炭反应的影响

4.6 CO2对 NO-焦炭反应的影响

4.7 本章小结

结 论

参考文献

学位期间发表的学术论文

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致 谢