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燃煤锅炉烟气中NH3选择性还原NO实验研究

作　者: 田磊
导　师: 王恩禄
学　校: 上海交通大学
专　业: 热能工程
关键词: 烟气脱硝 选择性催化还原(SCR) 选择性非催化还原(SNCR) 高铁飞灰
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 72次
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内容摘要


氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一,控制和治理氮氧化物的污染一直是国际环保领域的研究热点。对于火电厂、工业锅炉等固定源排放的氮氧化物的净化,烟气脱硝技术是目前较为有效的方法之一。烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原（SCR）技术和选择性非催化还原（SNCR）技术。本论文围绕以NH3为还原剂的燃煤锅炉烟气脱硝技术开展研究,包括以高铁飞灰为催化剂,NH3选择性催化还原锅炉烟气中NO实验研究和NH3选择性非催化还原锅炉烟气中NO实验研究。本文选取了两种典型的高铁飞灰,贵州1#电厂飞灰及2#电厂飞灰,并从多角度对其进行了分析:氮气吸附法测量两种高铁飞灰的BET比表面积及孔容;XRD表征飞灰的物相结构;SEM表征飞灰的微观形貌。实验结果表明高铁飞灰中含有催化SCR反应的活性组分Fe2O3且Fe2O3存在于特定形貌的灰粒中。本文对两种飞灰作为催化剂,在200℃-550℃温度范围内的SCR脱硝性能进行实验研究,得出两种飞灰作为SCR催化剂的有效温度区间,以及NH3/NO摩尔比对脱硝性能的影响。实验研究结果对高铁飞灰作为SCR催化剂的应用具有重要的指导意义。在恒温段内对NH3选择性非催化还原NO进行实验研究,得出SNCR的有效温度区间,分析反应温度、反应时间、NH3/NOx摩尔比、NH3与烟气的混合程度以及烟气中水蒸气的含量对SNCR脱硝性能的影响。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-22
  1.1 氮氧化物污染  11-13
    1.1.1 氮氧化物危害  11
    1.1.2 氮氧化物来源  11
    1.1.3 氮氧化物生成机理  11-13
  1.2 氮氧化物排放控制技术  13-20
    1.2.1 低NO_x燃烧技术  13-16
    1.2.2 烟气脱硝技术  16-20
  1.3 本课题研究内容  20-22
    1.3.1 高铁飞灰SCR性能研究  20-21
    1.3.2 SNCR性能研究  21-22
第二章 实验系统  22-34
  2.1 实验系统介绍  22-23
  2.2 配气段  23-28
    2.2.1 组分气体流量控制及混合  24
    2.2.2 水蒸气流量控制及混合  24-25
    2.2.3 组分气体流量计算  25-28
  2.3 反应段  28-31
    2.3.1 SCR反应段  28
    2.3.2 SNCR反应段  28-31
  2.4 分析段  31-33
    2.4.1 红外气体分析仪  31
    2.4.2 气相色谱分析法  31-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章 高铁飞灰物性表征  34-48
  3.1 样品及实验方法  34-38
    3.1.1 实验样品  34-35
    3.1.2 比表面积和孔容分析方法  35-36
    3.1.3 元素分析  36
    3.1.4 物相分析方法  36-37
    3.1.5 微观形貌分析方法  37-38
  3.2 实验结果与讨论  38-47
    3.2.1 比表面积和孔容分析  38-40
    3.2.2 元素分析  40
    3.2.3 物相分析  40-42
    3.2.4 微观形貌分析  42-47
  3.3 本章小结  47-48
第四章 NH_3选择性催化还原NO实验研究  48-60
  4.1 实验工况  48-49
  4.2 实验结果与讨论  49-53
    4.2.1 高铁飞灰SCR反应机理分析  49-50
    4.2.2 1#煤灰SCR性能  50-51
    4.2.3 2#煤灰SCR性能  51-52
    4.2.4 不同高铁飞灰SCR性能比较  52-53
  4.3 高铁飞灰SCR应用  53-58
    4.3.1 SCR工艺影响因素  53-55
    4.3.2 SCR工艺要求  55
    4.3.3 飞灰催化剂的制备  55-56
    4.3.4 飞灰催化剂的成型  56-57
    4.3.5 飞灰催化剂工艺应用  57-58
  4.4 本章小结  58-60
第五章 NH_3选择性非催化还原NO实验研究  60-72
  5.1 实验工况  60-61
  5.2 实验结果与讨论  61-66
    5.2.1 反应温度对SNCR效果的影响  61-62
    5.2.2 反应时间对SNCR效果的影响  62-63
    5.2.3 NH_3/NO_x摩尔比对SNCR效果的影响  63-64
    5.2.4 NH_3与烟气的混合程度对SNCR效果的影响  64-66
    5.2.5 H_2O对SNCR效果的影响  66
  5.3 SNCR应用工艺  66-70
    5.3.1 SNCR工艺系统介绍  66-68
    5.3.2 SNCR工艺性能影响因素  68-69
    5.3.3 SNCR工艺存在的问题  69
    5.3.4 SNCR工艺经济性分析  69-70
  5.4 本章小结  70-72
第六章 结论与展望  72-74
  6.1 本论文工作总结  72-73
  6.2 本论文创新之处  73
  6.3 本研究的进一步设想和展望  73-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
攻读学位期间发表论文  79
攻读学位期间科研项目  79

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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