垃圾填埋沼气发电机组氮氧化物排放控制研究

摘要

随着全球经济的高速增长，能源和环保问题日益突出。垃圾填埋是我国目前处理城市生活垃圾的主要手段，生活垃圾填埋产生的沼气作为发动机燃料带动发电机组发电，不仅提供了能源，还大大改善了城市生活环境，然而沼气发电机组排放的氮氧化物对人体和环境的影响十分严重。本文根据国内外先进排放控制技术和应用经验，结合企业沼气发电机组氮氧化合物排放控制项目，研究分析沼气发电机组氮氧化物的排放控制方法，使其满足目前国家针对电厂的排放法规。
　　本文以企业横向项目“八号机组氮氧化物排放控制技术改造”等项目为依托，采用实验研究和仿真模拟的方法对垃圾填埋沼气发动机氮氧化物的影响因素、反应特性、排放控制策略等进行了系统研究与分析，其主要工作和创新之处如下：
　　1、首先阐述了本课题的研究背景和意义，详细介绍了SCR系统降低NOX排放技术的应用及相关问题，对垃圾填埋厂沼气发电机组的氮氧化物排放影响因素进行分析和研究。
　　2、建立多孔介质模型，对SCR系统的化学反应机理进行模拟仿真，分析了催化器中气相的流场分布及各种不同因素对SCR催化效率的影响，仿真结果表明温度、空速（停留时间）、氨氮比、氧气浓度等对催化效率都有一定的影响，温度影响最为明显，氧气浓度影响最弱。
　　3、设计垃圾填埋沼气发电机组NOX排放控制的SCR系统装置，试验研究各种不同影响因素对SCR系统 DeNOX的影响，实验结果与仿真结果与进行比较，进一步优化设计沼气发电机组的排放控制装置。
　　4、进行沼气发电机组的进气道喷射雾化水及液态 CO2的实验，研究其对沼气发电机组排放废气中NOX浓度的影响，实验得出两种方法都能一定程度的降低NOX的产生，喷射液态CO2的效果要明显优于喷射雾化水的效果。

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第1章 绪论

1.1 本课题背景及意义

1.2 垃圾填埋沼气发电技术国内外应用现状

1.3 沼气发电机组氮氧生成机理及影响因素

1.4 电厂氮氧化物排放法规及控制技术

1.5 本课题主要研究内容

第2章 SCR系统降低NOX排放技术

2.1 SCR工作原理

2.2 SCR工艺系统

2.3 SCR反应的主要影响因素

2.4 SCR催化剂尺寸设计

2.5 尿素喷射量的计算

2.6 SCR系统应用面临问题

2.7 本章小结

第3章 沼气发电机组SCR系统数值模拟

3.1 SCR反应数值模拟数学模型

3.2 沼气发电机组SCR反应器数值模拟过程

3.3 SCR系统均匀性评价指标

3.4 喷射模拟计算

3.5 SCR反应器流场分布

3.6 各种不同素对催化效率的影响

3.7 本章小结

第4章 SCR系统处理沼气发电机组NOX实验研究

4.1 SCR催化还原实验系统

4.2 实验方案及步骤

4.3 实验结果分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文主要研究工作总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢