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焦炭氮化学反应动力学实验研究

作　者: 程冉
导　师: 张杰
学　校: 河北工程大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 焦炭氮异相反应化学动力学
分类号: O643.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着世界环境的日益恶化和人们保护生态环境意识的加深,越来越多的学者们开始关注氮氧化物的对环境的破坏和降低其排放量的研究。作为化石燃料的煤,在其燃烧过程中排放的氮氧化物是大气中氮氧化物的主要来源。焦炭氮形成的氮氧化物是煤燃烧过程中排放的氮氧化物的重要组成部分。由于焦炭氮生成氮氧化物的过程是异相化学反应,相对于挥发分氮生成氮氧化物的单一气相化学反应,焦炭氮向氮氧化物的转化过程规律是研究的难点。本文在De Soete提出的理论及实验方法基础上,在微分反应器和积分反应器实验台上,利用红外光谱分析仪,对小龙潭褐煤、大同烟煤和峰峰无烟煤各煤样的矿物质在反应过程中催化氮氧化物形成的异相化学反应动力学进行了研究。本文排除了内、外扩散的影响,从化学本征动力学方面研究了焦炭氮燃烧过程中的变化规律,做了两方面的工作,一是各矿物质在不同温度下对氮氧化物催化影响的研究,二是焦炭氮的异相化学反应动力学研究。首先,根据De Soete提出的反应机理,测出各煤样在不同实验温度下氮氧化物的生成速率,得出不同矿物质对氮氧化物生成影响的规律。其次,将实验得到的不同温度下的化学反应常数绘制成Arrhenius曲线,得到相关的动力学参数。最后,并讨论其中规律。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章前言  9-17
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 NOX生成规律的影响因素  10-13
    1.2.1 煤阶对NOX产生的影响  10
    1.2.2 燃烧温度对NO_X产生的影响  10-11
    1.2.3 过量空气系数对NO_X产生的影响  11
    1.2.4 颗粒粒径对NO_X产生的影响  11
    1.2.5 石灰石脱硫剂对NO_X产生的影响  11-12
    1.2.6 氮的赋存形态对NO_X产生的影响  12-13
  1.3 矿物质对NO_X的催化作用  13-15
  1.4 本文主要研究内容  15-17
第2章煤中氮元素的赋存形态及煤燃烧时氮氧化物的生成途径  17-19
  2.1 煤中氮元素的赋存形态  17
  2.2 煤燃烧时产生的氮氧化物  17-18
  2.3 小结  18-19
第3章实验介绍  19-34
  3.1 实验的目的和意义  19
  3.2 实验仪器  19-20
  3.3 实验对象  20-22
    3.3.1 实验用煤  20
    3.3.2 煤样制备  20-22
    3.3.3 实验用气体  22
  3.4 实验介绍  22-33
    3.4.1 排除内、外扩散的影响  23-26
    3.4.2 实验机理  26-28
    3.4.3 反应速率的测定与计算  28-33
  3.5 小结  33-34
第4章实验数据及讨论  34-101
  4.1 实验结果  34-87
    4.1.1 机理反应第Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ反应的实验结果  34-82
    4.1.2 机理反应第Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ反应的实验结果  82-87
  4.2 数据整理及讨论  87-100
    4.2.1 机理反应第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ反应的整理数据及讨论  87-92
    4.2.2 机理反应第Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ反应的整理数据及讨论  92-100
  4.3 小结  100-101
第5章结论与建议  101-103
  5.1 主要研究结论  101
  5.2 进一步研究建议  101-103
致谢  103-104
参考文献  104-108
作者简介  108
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  108-109

焦炭氮化学反应动力学实验研究

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