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再燃条件下生物质还原氮氮化物特性研究
作 者: 何金亮
导 师: 向军;孙路石
学 校: 华中科技大学
专 业: 热能工程
关键词: 氮氧化物 再燃 生物质 NO还原率
分类号: TK6
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
氮氧化物(NO_x)是主要大气污染物之一,对人体健康和生态环境都具有严重危害。我国NO_x排放现状十分严峻,控制燃煤过程NO_x排放已刻不容缓。在众多NO_x排放控制技术中,再燃(Reburning)以其经济有效性成为控制燃煤NO_x排放最具前景的技术之一。将生物质作为再燃燃料应用到再燃技术中,既能减少煤的利用,又能显著降低燃煤NO_x排放,对于解决我国能源危机与环境污染问题都具有重要意义。为充分了解再燃条件下生物质还原NO_x过程,本文选取棉杆、稻杆和污泥三种生物质作为研究对象,以固定床反应器来模拟再燃区,开展了系统的研究。首先通过实验研究了再燃条件下三种生物质及其焦还原NO过程,考察了生物质种类及再燃区氧浓度、温度和初始NO浓度对NO还原率的影响。结果表明:再燃条件下,三种生物质均能显著降低NO排放浓度,相同条件下棉杆还原NO效率最高,稻杆其次,污泥相对较低;减小再燃区氧浓度、提高再燃区温度和初始NO浓度,NO还原率提高;三种生物质焦中,相同条件下棉杆焦还原NO效率最高,稻杆焦其次,污泥焦相对较低;再燃区存在一定低浓度氧、提高再燃区温度,有利于焦对NO的还原;棉杆和稻杆还原NO过程中异相还原反应贡献较小,而污泥还原NO过程中异相还原反应占主要地位。然后,通过实验研究了再燃条件下生物质热解气还原NO过程,考察了再燃工况条件对NO还原率的影响,并利用化学反应动力学模拟软件对反应过程进行了数值模拟,结果表明:再燃区氧浓度是影响热解气还原NO效果的重要因素,再燃区存在最佳的氧浓度,使NO还原率达到最高;一定范围内提高再燃区温度,生物质热解气还原NO效率显著提高;模拟结果显示生物质热解气中CH4、CO和H2都促进了NO的还原,其中CH4对NO的还原起主要作用。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-7 目录 7-9 1 绪论 9-19 1.1 氮氧化物及其排放现状 9-10 1.2 燃煤NO_x 生成机理与排放控制 10-12 1.3 再燃技术介绍 12-15 1.4 生物质再燃国内外研究现状 15-17 1.5 本文研究内容 17-19 2 再燃条件下生物质还原NO 实验研究 19-35 2.1 引言 19-20 2.2 生物质燃料特性分析 20-28 2.3 生物质还原NO 实验研究 28-34 2.4 本章小结 34-35 3 再燃条件下生物质焦还原NO 实验研究 35-46 3.1 引言 35 3.2 生物质焦制备及基本结构分析 35-37 3.3 生物质焦还原NO 实验研究 37-44 3.4 本章小结 44-46 4 再燃条件下生物质热解气还原NO 特性研究 46-59 4.1 引言 46-47 4.2 生物质热解气还原NO 实验研究 47-51 4.3 生物质热解气还原NO 数值模拟 51-57 4.4 本章小结 57-59 5 全文总结与建议 59-62 5.1 全文总结 59-60 5.2 后续工作建议 60-62 致谢 62-63 参考文献 63-70 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 70
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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 生物能及其利用
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