本文關(guān)鍵詞：高溫固定床煤粉燃燒特性及污染物排放實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：煤炭是重要的化石能源,長期以來煤炭在人類能源結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。據(jù)我國的能源現(xiàn)狀,煤炭在我國能源消費(fèi)中的主要地位在近期內(nèi)將不會發(fā)生改變。然而煤炭的大量燃燒會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。為了更加高效、環(huán)保的利用煤炭資源,因此對煤炭燃燒以及污染物排放的研究具有深遠(yuǎn)的意義。熱天平(TGA)是最常用的研究煤粉爐內(nèi)燃燒特性的設(shè)備。但由于設(shè)備本身需要逐步升溫的局限性,不能得到特定溫度下煤粉的燃燒動力學(xué)(升溫過程中燃燒完畢),同時煤粉爐內(nèi)溫度可達(dá)1400℃以上。實(shí)際爐膛環(huán)境,除燃燒器出口出氧氣濃度較高(21%),其他區(qū)域會出現(xiàn)氧氣濃度不均、偏低的情況。本文自制恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)臺,模擬爐膛環(huán)境,研究了在模擬燃燒器出口高氧氣濃度(空氣氣氛)和高溫低氧氣氛煤粉的燃燒特性,并同時測量了NO和SO_2生成情況。結(jié)果顯示:煤粉突然置于高溫環(huán)境中,失重曲線存在一個“轉(zhuǎn)折”,且隨煤化程度的降低這一現(xiàn)象更加明顯。空氣氣氛下隨溫度提高,燃盡時間縮短,有更多的揮發(fā)分析出,但當(dāng)溫度到達(dá)1450℃時再提高溫度,揮發(fā)分析出量增加有限。高溫空氣氣氛下隨煤化程度的增加,NO累積排放量逐漸增大;隨溫度升高,NO瞬時釋放峰值增加,NO釋放加快,但溫度的提高對燃料型NO累積排放量影響有限。1250℃-1550℃高溫空氣氣氛下SO_2生成主要呈現(xiàn)雙峰形態(tài),SO_2累積排放量隨溫度的升高,呈現(xiàn)略微下降的趨勢。低氧氣濃度氣氛下1300℃以上時溫度對反應(yīng)初期的燃燒特性影響較小,1300℃相比于800℃,提高相同氧氣濃度時反應(yīng)速率增加量減小,高溫低氧氣氛下煤粉燃燒反應(yīng)初期當(dāng)水蒸氣濃度達(dá)到一定值(10%)時其對揮發(fā)分析出、燃燒的促進(jìn)作用較為明顯,當(dāng)氣氛中CO2濃度增加到15%后,繼續(xù)增加CO2濃度使得燃燒速率降低。低氧情況下隨溫度的提高NO瞬時生成峰值前移、升高,NO釋放集中于前期;氧氣濃度越高,NO的釋放越集中于前期,即揮發(fā)分型NO比例越大。高溫低氧情況下煤階高,NO的異相還原作用較弱,NO累積排放量大;高溫低氧氣氛中一定濃度范圍內(nèi)水蒸氣和CO2的存在可以減少NO排放。將煤粉突然置于高溫環(huán)境,低氧(5%O2)情況下,SO_2釋放速率曲線在恒溫800、1000℃為單峰形式,1200、1400℃為雙峰形式,且隨溫度的增加峰值增加;SO_2瞬時釋放曲線峰值形態(tài)主要由溫度決定,但受高濃度CO2的影響;高溫1400℃,O2濃度的提高使得更多SO_2在焦炭燃燒階段釋放;高溫低氧情況下隨CO2濃度的增加,SO_2初始釋放峰值先增加后減小,同時當(dāng)氣氛中CO2濃度為45%時,SO_2釋放速率曲線為單峰形態(tài)。
【關(guān)鍵詞】：煤粉燃燒 高溫 固定床 恒溫 動力學(xué) NO SO_2
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X77;TK16
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)11-13
• 1.2.1 煤粉燃燒動力學(xué)研究11-12
• 1.2.2 煤粉燃燒NO排放研究12-13
• 1.2.3 煤粉燃燒SO_2排放研究13
• 1.3 本文的主要工作13-15
• 第2章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法15-19
• 2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)15
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟及方法15-16
• 2.3 數(shù)據(jù)處理16-17
• 2.4 誤差分析17-19
• 第3章 高溫固定床煤粉燃燒動力學(xué)研究19-28
• 3.1 實(shí)驗(yàn)工況19-20
• 3.2 結(jié)果與分析20-26
• 3.2.1 恒溫?zé)嶂嘏c常規(guī)熱重對比實(shí)驗(yàn)20-21
• 3.2.2 模擬燃燒器出口空氣燃燒氣氛21-23
• 3.2.3 高溫低氧燃燒氣氛23-26
• 3.3 本章小結(jié)26-28
• 第4章 煤粉燃燒污染物NO排放特性研究28-37
• 4.1 實(shí)驗(yàn)工況28-29
• 4.2 結(jié)果與分析29-36
• 4.2.1 溫度的影響29-31
• 4.2.2 煤種的影響31-33
• 4.2.3 氧氣濃度影響33-34
• 4.2.4 水蒸氣濃度影響34-35
• 4.2.5 CO_2濃度影響35-36
• 4.3 本章小結(jié)36-37
• 第5章 煤粉燃燒污染物SO_2排放特性研究37-46
• 5.1 實(shí)驗(yàn)工況37-38
• 5.2 結(jié)果與分析38-44
• 5.2.1 溫度的影響38-40
• 5.2.2 煤種的影響40-42
• 5.2.3 氧氣濃度的影響42-43
• 5.2.4 CO_2濃度的影響43-44
• 5.3 本章小結(jié)44-46
• 第6章 全文總結(jié)與下一步工作46-49
• 6.1 全文總結(jié)46-47
• 6.2 下一步工作建議47-49
• 參考文獻(xiàn)49-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果54-55
• 致謝55

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1129664