分解炉氮氧化物转化机理及控制技术研究

摘要

随着我国水泥工业的迅猛发展,我国水泥生产排放的氮氧化物总量,已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户,影响大气环境质量,成为水泥工业可持续发展的制约因素.随着水泥工业NOx排放标准的提高,开发水泥窑低NOx煅烧技术及装备已成为必然趋势.分解炉是实施水泥窑低NOx煅烧技术的关键设备.通过组织燃烧,分解炉既可以满足生料分解的正常需要,又能达到降低NOx排放的目的.本论文总结和分析了水泥工业中NOx生成与控制的国内外研究进展,国外对水泥窑NOx技术研究以应用技术居多,机理研究开展较少.国内在该方面的研究基本是空白.基于此,本论文以分解炉NOx转化机理及分级燃烧技术为重点,采用理论分析、模拟实验、现场测试以及计算机模拟优化相结合的方法对分解炉开展了深入系统的研究,提出了适用于水泥窑的有效降低氮氧化物的分级燃烧技术,为国内水泥工业降低氮氧化物的技术应用奠定了基础,填补了国内这一研究领域的空白.

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文摘

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前 言

1生产工艺及NOx生成与控制的研究与进展

1.1水泥生产工艺及水泥生产工艺中NOx的产生

1.2 NOx控制技术

1.3分解炉NOx生成的数值模拟

1.4本课题的主要研究内容

2分解炉内NOx转化机理的实验研究

2.1试验装置与试验方法

2.2试验用物料特性

2.3试验结果及分析

2.4生料催化作用及原理

2.5本章小节

3分解炉分级燃烧的试验研究

3.1一维炉的试验研究

3.2低NOx技术的工业性试验研究

3.3本章小结

4分解炉氮氧化物生成的数值模拟

4.1数学模型和基本控制方程

4.2边界条件及数值计算方法

4.3计算实例、结果及讨论

4.4分解炉NOx排放的影响因素分析

4.5本章小结

5分解炉分级燃烧技术的计算机优化

5.1优化对象、参数及考察指标

5.2优化结果与讨论

5.3优化方案在2500t/d分解炉中的实现

5.4本章小结

6全文总结与展望

6.1全文总结

6.2进一步研究的工作与建议

致 谢

参考文献

附录1作者在攻读博士学位期间发表的论文

附录2作者在攻读博士学位期间发明的专利

附录3作者在攻读博士学位期间获奖情况