循环型NO在富氧燃烧条件下转化的实验研究

摘要

从常规燃煤电厂的烟气中回收CO2的费用高昂主要是由于常规燃烧时烟气中CO2的浓度过低导致。如果能在燃烧前将N2分离出去，并将部分烟气再循环回炉内，则能大幅提高排烟中的CO2浓度、使CO2的分离成本大大降低，富氧燃烧技术（O2/CO2循环燃烧技术）正是由此应运而生。技术经济对比表明，富氧燃烧技术是最具前景的CO2减排技术，深刻认识O2/CO2煤燃烧中NOx排放特性具有重要意义。已有研究表明，循环型NO在富氧燃烧中对最终的NO排放具有重要影响。
　　本文利用高温沉降炉，在研究O2/CO2气氛下煤中燃料-N释放规律的基础上，分别研究煤中挥发分和焦炭还原循环型NO的规律。总结O2/CO2配比、化学当量比和温度等因素在O2/CO2煤燃烧过程中对燃料-N还原循环型NO的影响规律，为发展O2/CO2循环燃烧技术提供理论支撑。
　　本研究首先利用高温携带流反应模拟器（SHEFR）在CH4/CO/O2/CO2火焰中模拟真实富氧燃烧气氛制取焦炭样品，并利用热重分析仪（TGA）来研究所制得焦炭的燃烧特性和燃烧动力学参数。
　　本研究接下来对便携式傅立叶变换红外光谱气体分析仪（FTIR）进行了标定使之适于进行本文实验中烟气组分的测量。利用以CH4、NH3模拟的挥发分及由SHEFR制取的焦炭分别代表挥发分-N和焦炭-N，在高温沉降炉上研究O2/CO2配比、化学当量比和温度等因素在富氧燃烧过程中对挥发分-N及燃料-N向NO转化的转化率的影响。
　　最后本文研究了在挥发分-N和焦炭-N分别及共同作用下对循环型NO的还原规律，得到O2/CO2配比、化学当量比和温度等因素对富氧燃烧条件下挥发分-N和焦炭-N还原循环型NO的影响规律。

目录

循环型NO 在富氧燃烧条件下转化的实验研究

EXPERIMENTAL STUDY OF RECYCLED NOREDUCTION IN OXY-FUEL COMBUSTION

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 我国煤炭的利用现状及由此带来的环境问题

1.2 新型洁净煤燃烧技术——富氧燃烧技术

1.3 本文的研究意义、内容和目标

1.4 本章小结

第2章 实验系统介绍

2.1 高温携带流反应模拟器（SHEFR）

2.2 高温沉降炉（DTF）

2.3 实验台的子系统介绍

2.4 本章小结

第3章 富氧燃烧条件下煤焦的制备

3.1 引言

3.2 煤焦的制取

3.3 停留时间的确定

3.4 焦炭的燃烧特性及燃烧动力学参数计算

3.5 本章小结

第4章 NO 在富氧燃烧条件下转化的实验研究

4.1 引言

4.2 NO 转化实验概述

4.3 实验装置及方法

4.4 燃料-N 向NOx 的转化

挥发分还原循环型NO

4.6 挥发分及焦炭共同作用下循环型NO 的转化规律

4.7 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢