本文關(guān)鍵詞：糠醛渣氣化燃燒過程中氮氧化物生成規(guī)律的研究

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【摘要】：煤炭燃燒過程中會生成氮氧化物,對環(huán)境造成污染。另一方面,中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,大量的農(nóng)業(yè)廢棄物被就地焚燒,同樣對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。生物質(zhì)是一種較理想的可再生替代燃料,但由于熱值低、水分高、組成復(fù)雜等特點(diǎn),較難通過直接焚燒的方式轉(zhuǎn)化為能源。而借助氣化技術(shù),可以將高含水量的生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w,具有優(yōu)秀的燃燒特性。先氣化后燃燒是一種較為理想的生物質(zhì)處理工藝,正逐漸受到關(guān)注。玉米芯是一種典型的農(nóng)業(yè)廢棄物,多用于提煉糠醛,而被脫去半纖維素后的糠醛渣保留了木質(zhì)素等高熱值組分。但由于糠醛的生產(chǎn)工藝使得糠醛渣水分含量較高,不適合直接用于燃燒技術(shù),在實(shí)際工程中多采用氣化后燃燒的工藝過程。作者對河北邯鄲和上海松江的糠醛渣氣化燃燒工程應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了測試,氮氧化物排放濃度最高達(dá)到了800mg/Nm3。針對糠醛渣氣化燃燒系統(tǒng)氮氧化物排放濃度高的問題,作者設(shè)計(jì)開展了一系列實(shí)驗(yàn),研究了糠醛渣氣化過程中氮氧化物及其前驅(qū)物的析出規(guī)律和存在形態(tài),以及氣化氣燃燒過程中含氮組分的轉(zhuǎn)化過程,揭示了氮氧化物大量生成的反應(yīng)機(jī)理,并給出了改進(jìn)方案。氣態(tài)含氮產(chǎn)物析出過程的研究借助了TG-FTIR,結(jié)果表明糠醛渣熱解過程中氮元素主要以HCN的形式析出,析出峰值位于350℃左右�；诳偨Y(jié)的氮氧化物生成機(jī)理,給出了氣化過程中糠醛渣析出含氮?dú)怏w組分并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氮氧化物的反應(yīng)途徑。含氮焦油析出過程的研究在自行搭建的氣化實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行,借助GC-MS對焦油產(chǎn)物進(jìn)行了檢測�？啡┰鼩饣^程中含氮焦油主要以吡啶、吡咯等環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在,在后續(xù)氧化反應(yīng)中易轉(zhuǎn)化為HCN,并進(jìn)一步形成氮氧化物。在此基礎(chǔ)上,搭建糠醛渣氣化燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了真實(shí)氣化產(chǎn)氣燃燒過程中氮氧化物的生成規(guī)律,并對河北邯鄲和上海松江的糠醛渣氣化燃燒系統(tǒng)的氮氧化物生成過程進(jìn)行了分析。氣化爐方面,爐蓖布風(fēng)不均使得氣化面積降低,燃料消耗速率降低,氣化當(dāng)量比上升,熱解層減少,反應(yīng)更接近與燃燒條件,導(dǎo)致氣化產(chǎn)物熱值大幅降低。氣化氣燃燒方面,氣化產(chǎn)氣熱值的降低導(dǎo)致當(dāng)量燃燒需氧量大幅減小,氧氣過量明顯,高溫富氧條件促進(jìn)了氮氧化物的生成。另一方面,燃燒室中一、二次風(fēng)位置過近使得局部氧氣過量嚴(yán)重,也加劇了氮氧化物的生成�；谝陨戏治�,作者提出對氣化爐蓖改造以優(yōu)化氣化爐底部布風(fēng),從而提高氣化產(chǎn)氣熱值,優(yōu)化燃燒氧量配比,應(yīng)能有效降低NOx的排放。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK16

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