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流化燃烧条件下汞迁移试验研究

作　者: 黄勋
导　师: 程乐鸣
学　校: 浙江大学
专　业: 工程热物理
关键词: 流化床汞迁移煤燃烧
分类号: TQ534
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

燃煤汞排放对生态环境造成很严重的污染。在流化床上展开燃煤汞在燃烧过程中的释放特性以及汞形态的分布特性规律研究对流化燃烧条件下汞析出、汞形态转化的规律以及汞排放特性有一定的指导意义。论文第一章对能源利用和环境污染现状以及汞污染和燃煤汞迁移排放研究现状进行了综述,概述了燃煤汞污染的危害以及燃煤汞迁移方面的研究,体现了本文的研究意义。论文第二章对流化床试验系统、汞分析技术和仪器、经典煤种的煤质特性以及试验参数的确定进行了分析介绍。论文第三章在小型热态循环流化床试验台上进行褐煤、烟煤、无烟煤燃烧试验,研究三种典型煤的烟气气态汞和飞灰颗粒汞迁移规律。试验结果表明：褐煤、烟煤、无烟煤在燃烧过程中,炉膛温度、空截面风速(流化风速)、原煤输入总汞以及煤颗粒大小变化时,汞元素在烟气和飞灰之间的迁移规律相似；降低炉膛密相区温度和增大炉膛空截面风速促进烟气气态总汞HgT(g)迁移到飞灰颗粒汞Hg(p)中,同时也促进烟气气态零价汞Hg0g)向烟气气态二价汞Hg2+(g)和Hg(p)转化；增加原煤输入总汞,烟气气态总汞HgT(g)和烟气气态零价汞Hgo(g)减少,飞灰颗粒汞Hg(p)含量增加,并且影响Hg0(g)的转化；选择合适的煤颗粒粒度可以促进HgT向Hg(p)迁移和Hg0(g)的转化。随燃烧工况的变化,三种煤HgT(g)、Hg(p)和Hg0(g)含量变化趋势相似,但含量相差较大,Hg0(g)占HgT(g)的比例y值也不同,其中无烟煤的y值高于烟煤和褐煤的y值。论文第四章对褐煤在小型电加热鼓泡流化床(BFB)和小型电加热循环流化床(CFB)中燃烧时的汞迁移特性进行了对比试验研究,重点考察了不同燃烧工况对汞迁移特性的影响。试验结果表明,炉膛温度和原煤输入总汞增加,鼓泡流化床和循环流化床的烟气总汞Hgt(g)均增加,飞灰颗粒汞含量Hg(P)均减少,并且循环流化床的烟气总汞HgT(g)值均低于相同燃烧工况的鼓泡流化床值,循环流化床的飞灰颗粒汞含量Hg(P)值均高于相同燃烧工况的鼓泡流化床的值；流化风速增加,循环流化床的烟气总汞HgT(g)减少,飞灰颗粒汞含量Hg(P)增加,鼓泡流化床烟气总汞HgT(g)增加,飞灰颗粒汞含量Hg(P)减少。论文最后是全文工作总结和工作展望。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-29
  1.1 能源利用和环境污染  12-13
  1.2 汞污染的危害以及燃煤汞迁移排放研究现状  13-23
    1.2.1 汞污染的危害  13-14
    1.2.2 燃煤汞迁移排放研究现状  14-23
  1.3 本课题的研究意义及研究内容  23-25
  参考文献  25-29
2 循环流化床实验系统及其原理介绍  29-46
  2.1 试验台介绍  29-32
  2.2 汞分析测量方法介绍和本文采用汞检测仪器介绍  32-39
    2.2.1 OH法介绍  32-34
    2.2.2 汞分析测量方法介绍  34-37
    2.2.3 本文采用汞检测仪器以及烟气分析仪介绍  37-39
  2.3 煤样分析和燃烧参数确定  39-44
    2.3.1 煤样分析  39-40
    2.3.2 燃烧参数确定  40-44
  参考文献  44-46
3 循环流化床燃煤汞迁移试验研究  46-63
  3.1 引言  46-47
  3.2 试验数据前处理  47-49
    3.2.1 试验系统的稳定性分析和汞平衡计算  48-49
  3.3 结果与讨论  49-59
    3.3.1 炉膛温度的影响  49-52
    3.3.2 炉膛空截面风速(流化风速)变化的影响  52-54
    3.3.3 原煤输入总汞(Hg_(in)~T)变化的影响  54-57
    3.3.4 煤颗粒粒度的影响  57-59
  3.4 本章小结  59-60
  参考文献  60-63
4 褐煤在鼓泡流化床和循环流化床燃烧汞迁移试验研究  63-72
  4.1 引言  63
  4.2 实验装置和方法  63-65
  4.3 汞平衡分析  65-66
  4.4 结果与讨论  66-69
    4.4.1 炉膛温度的影响  66-67
    4.4.2 流化风速的影响  67-68
    4.4.3 原煤输入总汞的影响  68-69
  4.5 结论  69-71
  参考文献  71-72
5 全文总结  72-75
  5.1 研究总结  72-73
  5.2 工作展望  73-75
符号表  75-77
作者简介及硕士期间所取得的研究成果  77-78
致谢  78

流化燃烧条件下汞迁移试验研究

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