燃煤機(jī)組煙氣脫硝系統(tǒng)硫酸銨鹽生成機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-28 14:29
氮氧化物是燃煤機(jī)組的主要大氣污染物之一,目前國(guó)家對(duì)污染控制要求不斷提高,國(guó)家環(huán)境保護(hù)部已對(duì)燃煤電站鍋爐氮氧化物(NOx)的排放進(jìn)行了更嚴(yán)格的控制。選擇性催化還原法(SCR)是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。近年來(lái),為適應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化、新能源的發(fā)展,燃煤機(jī)組承擔(dān)了深度調(diào)峰任務(wù),同時(shí)也為了滿足日益嚴(yán)格的超低排放環(huán)保要求等,各燃煤電廠開(kāi)始摸索機(jī)組負(fù)荷下限,在更低負(fù)荷下投運(yùn)脫硝系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。但是,如果SCR脫硝過(guò)程中負(fù)荷過(guò)低(煙溫過(guò)低),煙氣中的NH3會(huì)與H2O和SO3反應(yīng)生成硫酸銨和硫酸氫銨,會(huì)影響催化劑的使用壽命以及造成空預(yù)器的堵塞與腐蝕。本文通過(guò)研究低煙溫下脫硝煙氣中硫酸銨鹽的生成機(jī)理和生成率定量計(jì)算模型,及其在實(shí)際運(yùn)行中在催化劑表面的沉積規(guī)律和分解規(guī)律,從而為全負(fù)荷脫硝提供理論依據(jù)。本文先建立了實(shí)驗(yàn)室煙氣模擬系統(tǒng),通過(guò)調(diào)整煙溫及NH3、SO3濃度得到一系列硫酸氫銨及硫酸銨生成率數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,得到硫酸氫銨及硫酸銨的生成機(jī)理均符合G...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
硫酸氫銨(ABS)形成溫度與反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)乘積的關(guān)系
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論6圖1.4硫酸氫銨(ABS)形成溫度與反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)乘積的關(guān)系運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和熱力學(xué)分析都表明,在機(jī)組運(yùn)行時(shí),硫酸銨和硫酸氫銨會(huì)同時(shí)生成,而兩者的生成分布取決于NH3/SO3摩爾比,如圖1.4。由圖可得,硫酸銨和硫酸氫銨之間存在互相促進(jìn)生成的關(guān)系。當(dāng)NH3/SO3摩爾比大于2時(shí),硫酸銨為主要產(chǎn)物;當(dāng)NH3/SO3摩爾比小于1時(shí),產(chǎn)物以硫酸氫銨為主[30]。圖1.5NH3/SO3摩爾比對(duì)硫酸氫銨和硫酸銨生成的影響
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)室模擬裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算11圖2.1煙氣模擬裝置示意圖模擬煙氣的NH3濃度3NH和SO3濃度3SO計(jì)算如式(2.1)、式(2.2)所示。330NHNH3123Q/(QQQ)(2.1)3SOdsa123cm/1000t22.4/(QQQ)(2.2)式中,30NH為氣瓶NH3濃度μL·L-1,1Q為主空氣流量L·min-1,2Q為霧化載氣流量L·min-1,3Q為氣瓶NH3流量L·min-1,c為稀硫酸濃度mol·L-1,為稀硫酸密度g·ml-1,t為總霧化時(shí)間min,dsam為霧化稀硫酸的質(zhì)量,即霧化裝置初始質(zhì)量和最終質(zhì)量之差g。2.2模擬裝置測(cè)試及校準(zhǔn)2.2.1霧化裝置穩(wěn)定性測(cè)試裝置的霧化性能穩(wěn)定與否會(huì)影響模擬煙氣中的SO3濃度,因此在進(jìn)行煙氣模擬之前需分別通過(guò)改變流量2Q和運(yùn)行時(shí)間Rt對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試[14,25]。首先控制測(cè)試時(shí)間為30分鐘,在改變2Q的情況下測(cè)量dsam,結(jié)果如圖2.2(a)所示,dsam隨2Q線性變化。接著控制霧化器在2Q一定的情況下分別運(yùn)行10分鐘、30分鐘、50分鐘,結(jié)果如圖2.2(b)所示。dsam隨運(yùn)行時(shí)間Rt的變化呈線性變化。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SCR脫硝伴生硫酸氫銨對(duì)飛灰顆粒特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 顏魯,李秀財(cái),孫奉仲,梁登科. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]NH3-SCR工藝中硫酸銨鹽的生成與分解機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 唐昊,李慧,楊江毅,藺卓瑋,莊柯,陸強(qiáng),李文艷. 化工進(jìn)展. 2018(03)
[3]NH3和SO3對(duì)硫酸氫銨和硫酸銨生成的影響[J]. 楊建國(guó),楊煒櫻,鄭方棟,趙虹. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]全負(fù)荷脫硝氨逃逸率與SO3轉(zhuǎn)化率的變化[J]. 鄭方棟,李文華,趙敏,楊建國(guó),虞上長(zhǎng),柳秀實(shí),趙虹. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]燃煤煙氣SCR脫硝系統(tǒng)中細(xì)顆粒物排放特性綜述[J]. 楊林軍,史雅娟,駱律源. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[6]SCR脫硝過(guò)程中硫酸氫銨形成特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 馬雙忱,鄧悅,吳文龍,張立男,馬京香,張小霓. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[7]SCR煙氣脫硝對(duì)PM2.5排放特性的影響機(jī)制研究[J]. 束航,張玉華,楊林軍,劉亞明,李方勇,徐齊勝,盤(pán)思偉. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[8]SCR脫硝中催化劑表面NH4HSO4生成及分解的原位紅外研究[J]. 束航,張玉華,范紅梅,張亞平,楊林軍. 化工學(xué)報(bào). 2015(11)
[9]660MW超超臨界機(jī)組運(yùn)行方式對(duì)SCR系統(tǒng)氨逃逸率的影響[J]. 楊建國(guó),胡勁逸,趙虹,萬(wàn)朝暉,康科偉,陳理帥,周靄琳. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)區(qū)域酸沉降影響的數(shù)值模擬[J]. 王占山,潘麗波,李云婷,徐文帥,聶滕,孫兆彬. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2014(09)
碩士論文
[1]國(guó)華北京熱電2號(hào)鍋爐脫硝改造項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 王碩.華北電力大學(xué) 2018
[2]基于硫酸氫銨生成與分解機(jī)理的全負(fù)荷脫硝技術(shù)研究[D]. 楊煒櫻.浙江大學(xué) 2018
[3]燃煤鍋爐氮氧化物排放控制研究[D]. 潘越.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[4]SCR脫硝煙氣中硫酸氫銨的生成機(jī)理研究[D]. 鄭方棟.浙江大學(xué) 2017
[5]脫硝過(guò)程伴生硫酸氫氨對(duì)于煙氣灰顆粒性質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 梁登科.山東大學(xué) 2014
[6]在役SCR催化劑活性及動(dòng)力學(xué)參數(shù)研究[D]. 劉智湘.華南理工大學(xué) 2013
[7]SCR脫硝催化反應(yīng)及催化劑活性的研究[D]. 范永林.華北電力大學(xué)(北京) 2010
[8]火力發(fā)電廠SCR脫硝技術(shù)用催化劑性能試驗(yàn)研究[D]. 郝玉振.山東大學(xué) 2009
本文編號(hào):3005156
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
硫酸氫銨(ABS)形成溫度與反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)乘積的關(guān)系
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論6圖1.4硫酸氫銨(ABS)形成溫度與反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)乘積的關(guān)系運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和熱力學(xué)分析都表明,在機(jī)組運(yùn)行時(shí),硫酸銨和硫酸氫銨會(huì)同時(shí)生成,而兩者的生成分布取決于NH3/SO3摩爾比,如圖1.4。由圖可得,硫酸銨和硫酸氫銨之間存在互相促進(jìn)生成的關(guān)系。當(dāng)NH3/SO3摩爾比大于2時(shí),硫酸銨為主要產(chǎn)物;當(dāng)NH3/SO3摩爾比小于1時(shí),產(chǎn)物以硫酸氫銨為主[30]。圖1.5NH3/SO3摩爾比對(duì)硫酸氫銨和硫酸銨生成的影響
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)室模擬裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算11圖2.1煙氣模擬裝置示意圖模擬煙氣的NH3濃度3NH和SO3濃度3SO計(jì)算如式(2.1)、式(2.2)所示。330NHNH3123Q/(QQQ)(2.1)3SOdsa123cm/1000t22.4/(QQQ)(2.2)式中,30NH為氣瓶NH3濃度μL·L-1,1Q為主空氣流量L·min-1,2Q為霧化載氣流量L·min-1,3Q為氣瓶NH3流量L·min-1,c為稀硫酸濃度mol·L-1,為稀硫酸密度g·ml-1,t為總霧化時(shí)間min,dsam為霧化稀硫酸的質(zhì)量,即霧化裝置初始質(zhì)量和最終質(zhì)量之差g。2.2模擬裝置測(cè)試及校準(zhǔn)2.2.1霧化裝置穩(wěn)定性測(cè)試裝置的霧化性能穩(wěn)定與否會(huì)影響模擬煙氣中的SO3濃度,因此在進(jìn)行煙氣模擬之前需分別通過(guò)改變流量2Q和運(yùn)行時(shí)間Rt對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試[14,25]。首先控制測(cè)試時(shí)間為30分鐘,在改變2Q的情況下測(cè)量dsam,結(jié)果如圖2.2(a)所示,dsam隨2Q線性變化。接著控制霧化器在2Q一定的情況下分別運(yùn)行10分鐘、30分鐘、50分鐘,結(jié)果如圖2.2(b)所示。dsam隨運(yùn)行時(shí)間Rt的變化呈線性變化。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]燃煤煙氣SCR脫硝系統(tǒng)中細(xì)顆粒物排放特性綜述[J]. 楊林軍,史雅娟,駱律源. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(16)
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[7]SCR煙氣脫硝對(duì)PM2.5排放特性的影響機(jī)制研究[J]. 束航,張玉華,楊林軍,劉亞明,李方勇,徐齊勝,盤(pán)思偉. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
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[9]660MW超超臨界機(jī)組運(yùn)行方式對(duì)SCR系統(tǒng)氨逃逸率的影響[J]. 楊建國(guó),胡勁逸,趙虹,萬(wàn)朝暉,康科偉,陳理帥,周靄琳. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)區(qū)域酸沉降影響的數(shù)值模擬[J]. 王占山,潘麗波,李云婷,徐文帥,聶滕,孫兆彬. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2014(09)
碩士論文
[1]國(guó)華北京熱電2號(hào)鍋爐脫硝改造項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 王碩.華北電力大學(xué) 2018
[2]基于硫酸氫銨生成與分解機(jī)理的全負(fù)荷脫硝技術(shù)研究[D]. 楊煒櫻.浙江大學(xué) 2018
[3]燃煤鍋爐氮氧化物排放控制研究[D]. 潘越.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[4]SCR脫硝煙氣中硫酸氫銨的生成機(jī)理研究[D]. 鄭方棟.浙江大學(xué) 2017
[5]脫硝過(guò)程伴生硫酸氫氨對(duì)于煙氣灰顆粒性質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 梁登科.山東大學(xué) 2014
[6]在役SCR催化劑活性及動(dòng)力學(xué)參數(shù)研究[D]. 劉智湘.華南理工大學(xué) 2013
[7]SCR脫硝催化反應(yīng)及催化劑活性的研究[D]. 范永林.華北電力大學(xué)(北京) 2010
[8]火力發(fā)電廠SCR脫硝技術(shù)用催化劑性能試驗(yàn)研究[D]. 郝玉振.山東大學(xué) 2009
本文編號(hào):3005156
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