本文關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器SCR脫硝適應(yīng)性及催化劑的試驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對電力需求日益增長使燃煤電廠鍋爐NOx的排放量逐年增多,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,嚴(yán)重制約著社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,威脅著國民的身體健康。伴隨著國家環(huán)保部目前最嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的頒布與實(shí)施,新建燃煤電廠同步脫硝裝置的建設(shè)和已建機(jī)組傳統(tǒng)脫硝的改造正在加緊進(jìn)行。空氣預(yù)熱器SCR脫硝作為一種新型的脫硝方式,能夠有效緩解加裝脫硝裝置對鍋爐系統(tǒng)造成的不良影響,具有較好的研究前景。國內(nèi)外學(xué)者對傳統(tǒng)釩鈦類SCR脫硝催化劑和低溫SCR脫硝催化劑做了深入的研究。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,篩選出在空氣預(yù)熱器運(yùn)行溫度段內(nèi)脫硝效率相對較高的催化劑,涂覆在空氣預(yù)熱器蓄熱元件表面上進(jìn)行脫硝研究,在滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,提出一種新型空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)形式。首先,以Fe、Mn、Ce、V作為催化還原的活性物質(zhì),以TiO2作為載體,采用浸漬法制備錳鈰釩鈦類、錳鈰鈦類、鐵錳鈦類、鐵錳鈰鈦類12種SCR脫硝催化劑,進(jìn)行脫硝活性試驗(yàn)后,在125～200℃的溫度區(qū)間內(nèi),選用脫硝效率相對較高的Mn0.4-Ce0.07/TiO2 SCR催化劑,其對NO的脫除效率能夠達(dá)到93.70%,在模擬脫硝裝置的低溫段內(nèi)使用；在200～300℃的溫度區(qū)間內(nèi),選用脫硝效率相對較高的Mn0.4-Ce0.07/TiO2 SCR催化劑,其對NO的脫除效率能夠達(dá)到99.09%,在模擬脫硝裝置的中溫段內(nèi)使用；在300～400℃的溫度區(qū)間內(nèi),選用脫硝效率相對較高的Mn0.4-Ce0.13/TiO2 SCR催化劑,其對NO的脫除效率能夠達(dá)到91.18%,在模擬脫硝裝置的高溫段內(nèi)使用。然后,將篩選出的SCR脫硝催化劑涂覆于空氣預(yù)熱器蓄熱元件表面,進(jìn)行脫硝試驗(yàn)。采用增加三個(gè)溫度段單位體積內(nèi)有效催化面積的方法,研究模擬脫硝裝置脫硝效率的變化規(guī)律,結(jié)果表明：模擬脫硝裝置中三個(gè)溫度段的脫硝效率均隨著單位體積內(nèi)有效催化面積的增加而增加。中低溫度段的脫硝效率隨單位體積內(nèi)有效催化面積的增加成一次函數(shù)形式增長,高溫段的脫硝效率隨單位體積內(nèi)有效催化面積的增加成指數(shù)函數(shù)形式增長。通過改變?nèi)齻�(gè)溫度段入口NO的濃度,研究其對模擬脫硝裝置脫硝效果產(chǎn)生的影響,結(jié)果表明：隨著入口NO濃度的增加,模擬脫硝裝置中三個(gè)溫度段的脫硝效率均隨之增加,同時(shí)出口NO的排放濃度也隨之增加。最后,根據(jù)選用的SCR脫硝催化劑的類型,簡化空氣預(yù)熱器模型為高低溫兩個(gè)溫度段,比較不同高低溫度段高度比的條件下模擬脫硝裝置的脫硝效率,選定此高度比為1.5,模擬脫硝裝置單位體積內(nèi)有效催化面積為0.62 m2/m3,高溫段選用Mn0.4-Ce0.13/TiO2 SCR脫硝催化劑,低溫段選取Mn0.4-Ce0.07/TiO2 SCR脫硝催化劑,在NO入口濃度為500ppm的試驗(yàn)條件下,模擬脫硝裝置的脫硝效率達(dá)到89.84%,出口處NO的排放濃度為66.96 mg/m3,可達(dá)到現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。在溫度、NO入口濃度和氧含量發(fā)生波動的條件下,模擬脫硝裝置均維持較高的脫硝效率,出口NO排放濃度始終維持在100mg/m3以下,新型模擬脫硝裝置表現(xiàn)出良好的SCR脫硝適應(yīng)性。
【關(guān)鍵詞】：空氣預(yù)熱器 選擇性催化還原 SCR催化劑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X773
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 引言13-14
• 1.2 NOx的產(chǎn)生與危害14-15
• 1.2.1 NOx的產(chǎn)生14
• 1.2.2 NOx的危害14-15
• 1.3 NOx的控制技術(shù)15-16
• 1.3.1 低NOx燃燒技術(shù)15
• 1.3.2 煙氣脫硝技術(shù)15
• 1.3.3 選擇性催化還原技術(shù)15-16
• 1.4 SCR催化劑的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 催化劑的分類16-17
• 1.4.2 釩基SCR催化劑17-18
• 1.4.3 錳基SCR催化劑18-19
• 1.4.4 鐵基SCR催化劑19
• 1.5 加裝脫硝裝置對設(shè)備的影響19-21
• 1.5.1 對鍋爐本體的影響19-20
• 1.5.2 對脫硝設(shè)備的影響20-21
• 1.5.3 對空氣預(yù)熱器的影響21
• 1.6 研究意義與研究內(nèi)容21-23
• 1.6.1 研究意義21-22
• 1.6.2 研究內(nèi)容22-23
• 2 試驗(yàn)系統(tǒng)及測試方法23-26
• 2.1 試驗(yàn)試劑與儀器23
• 2.2 催化劑的制備23-24
• 2.3 試驗(yàn)系統(tǒng)24-26
• 3 空氣預(yù)熱器SCR脫硝催化劑的活性評價(jià)與選取26-31
• 3.1 催化劑的活性評價(jià)26-30
• 3.2 空氣預(yù)熱器SCR脫硝催化劑的選取30-31
• 4 空氣預(yù)熱器SCR脫硝研究31-45
• 4.1 分段式空氣預(yù)熱器SCR脫硝研究31-36
• 4.1.1 板載SCR催化劑脫硝效率31-33
• 4.1.2 催化劑反應(yīng)面積與脫硝效率33-36
• 4.2 整體式空氣預(yù)熱器SCR脫硝研究36-37
• 4.3 整體式SCR脫硝與分段式SCR脫硝的統(tǒng)一性37
• 4.4 高中低三個(gè)溫度段脫硝效率公式的擬合37-40
• 4.4.1 高溫段脫硝效率公式擬合37-38
• 4.4.2 中溫段脫硝效率公式擬合38-39
• 4.4.3 低溫段脫硝效率公式擬合39-40
• 4.5 NO入口濃度與脫硝效率40-45
• 5 新型空氣預(yù)熱器脫硝裝置設(shè)計(jì)與脫硝適應(yīng)性研究45-52
• 5.1 高低溫度段最佳高度比的確定45-46
• 5.2 單位體積內(nèi)有效催化面積與脫硝效率46-48
• 5.3 不同運(yùn)行工況下模擬脫硝裝置脫硝的適應(yīng)性48-52
• 5.3.1 溫度波動對脫硝裝置脫硝效率的影響48-50
• 5.3.2 入口NO濃度對脫硝裝置脫硝效率的影響50
• 5.3.3 入口氧含量對脫硝裝置脫硝效率的影響50-52
• 6 全文總結(jié)52-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 致謝59-60
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：990321