烟气脱硝过程中硫酸氢铵生成机理的理论与实验研究

摘要

随着社会经济发展，燃煤锅炉排烟中的氮氧化物（NOx）对自然生态以及人体健康危害日益严重。烟气脱硝技术作为脱除锅炉烟道烟气中 NOx的主要方法。其缺点是脱硝会造成逃逸NH3，逃逸出的NH3容易与SO3反应生成副产物硫酸氢铵。硫酸氢铵的特点是粘性强、易吸附飞灰、低温下的吸湿性较强。当从烟气中吸水后会导致空预器的积灰和腐蚀，对设备造成损害。因此，开展对于硫酸氢铵生成机理的研究对于抑制硫酸氢铵的生成具有重要意义。 本文从硫酸氢铵生成机理的理论分析出发，从化学热力学角度考虑，通过热力学参数和化学反应生成转化率计算，对火电厂中硫酸氢铵生成机理进行理论研究。在理论分析基础上，结合自行搭建的硫酸氢铵分解与生成实验台，研究了硫酸氢铵分解温度、分解率变化及其影响因素，并在定性、半定量以及定量方面对其生成过程进行模拟研究。研究表明硫酸氢铵生成与分解特性与温度、反应物浓度以及反应物摩尔比之间的关系，随着温度降低，反应物摩尔比值增加，其生成转化率增大，而反应物浓度在低浓度范围内变化时，对其生成转化率影响可以忽略。硫酸氢铵在分解过程中，其分解率与温度直接相关，其开始分解温度与对应分解物浓度有关，当其浓度越小时，分解温度越高。上述研究，对燃煤电站锅炉抑制硫酸氢铵的生成提供了有力的理论基础。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国的能源现状

1.1.2 烟气脱硝技术简介

1.1.3 脱硝带来的危害

1.2 硫酸氢铵生成与分解的研究现状

1.2.1 硫酸氢铵生成的研究现状

1.2.2 硫酸氢铵分解的研究现状

1.3 课题的研究思路

第2章 硫酸氢铵生成机理的理论分析

2.1.1 SO3生成机理及影响因素

2.1.2 NH3逃逸及影响因素

2.2 硫酸氢铵生成机理的化学热力学分析

2.2.1 理论分析

2.2.2 SO3和H2O的化学热力学计算

2.2.3 NH3和SO3的化学热力学计算

2.3 转化率分析生成机理

2.3.1 SO3和H2O反应分析

2.3.2 NH3和SO3反应分析

2.4 本章小结

第3章 硫酸氢铵生成机理的实验方案及测量技术

3.1 实验方案介绍

3.1.1 分解实验方案

3.1.2 生成实验方案

3.2 测量技术介绍

3.2.1 TDLAS测量技术

3.2.2 NH3国标法测量

3.3 本章小结

第4章 实验结果与分析

4.1 分解实验结果与分析

4.2 生成实验结果与分析

4.3 本章小结

第5章 全文总结与工作展望

5.1 全文总结

5.2 对未来工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢