金属离子对煤焦-NO反应影响的实验研究

摘要

煤炭在我国能源供应中处于主要地位,煤炭燃烧产生了大量的污染物,其中的NOX对大气环境和人体健康都带来了严重的危害,各国政府纷纷立法以控制NOX的排放。燃煤电厂是主要的NOX固定排放源,在降低氮氧化物排放的技术措施中,燃料再燃技术因其显著的优点成为燃煤电厂低NOX技术改造的一个选择。在煤粉再燃过程中,煤焦与NO的异相还原反应占重要地位,其研究受到越来越多的关注。
　　本文分别选取一种烟煤和一种褐煤,通过酸洗获得相应的脱灰煤,在管式炉上制得1000℃下的四种煤焦,并对其孔径和比表面积进行了测量分析。结果表明,褐煤原焦和脱灰焦的比表面积远大于烟煤原焦和脱灰焦。
　　在小型流化床反应器上进行了煤粉及煤焦与NO还原反应的实验,发现煤焦对NO的异相还原作用在煤粉对NO的还原中占主要地位。还研究了温度、煤中含有的矿物质、比表面积对煤焦与NO反应的影响。实验结果表明:煤焦对NO的还原率随着温度增加而增加;不同煤中含有的不同矿物质对煤焦与NO反应的影响相异,惰性物质含量多,矿物质表现为阻碍作用,活性物质含量多,矿物质表现为促进作用;煤焦的比表面积越大,对NO的还原率越大。
　　通过向脱灰煤焦中添加金属离子,研究了Na、Ca、Fe对煤焦与NO反应的催化作用,发现Fe的催化活性最强;研究了Fe的添加量变化对煤焦与NO反应的影响,发现1％的添加量对煤焦与 NO反应的催化作用达到最佳。通过变化反应气氛研究了O2、CO对煤焦与NO反应的影响。发现微量O2能促进煤焦对NO的还原,而过量O2则阻碍了煤焦对NO的还原。CO对煤焦与NO的还原有明显的促进作用。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 燃煤电厂NOX减排技术

1.3 煤焦-NO反应的作用

1.4 煤焦-NO反应的研究进展

1.5 本文主要研究内容

2 实验样品的制备与分析

2.1 前言

2.2 煤种的选取及分析

2.3 煤中矿物质的脱除

2.4 煤焦的制备

2.5 煤焦的BET分析

2.6 金属离子的负载

2.7 本章小结

3 煤粉及煤焦对NO还原效果的研究

3.1 前言

3.2 实验装置及方法

3.3 煤粉及煤焦对NO还原反应的比较

3.4 温度对煤焦-NO反应的影响

3.5 矿物质对煤焦-NO反应的影响

3.6 比表面积对煤焦-NO反应的影响

3.7 本章小结

4 煤焦-NO反应外在影响因素的研究

4.1 前言

4.2 金属离子对煤焦-NO反应的催化作用

4.3 金属离子添加量对煤焦-NO反应的影响

4.4 O2对煤焦-NO反应的影响

4.5 CO对煤焦-NO反应的影响

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 不足及进一步工作的建议

致谢

参考文献