【摘要】：采用微波輔助溶膠凝膠法制備了改性Ti02,將劣質(zhì)煤進(jìn)行混煤后在管式爐中與添加劑進(jìn)行脫硝脫汞性能實(shí)驗(yàn)。研究了生物質(zhì)、鈣基添加劑和改性Ti02催化劑對混煤燃燒時(shí)脫硝脫汞效率的影響。對改性TiO2進(jìn)行了 XRD、BET、SEM、EDS、和XPS表征分析。對生物質(zhì)進(jìn)行了 FT-IR分析,對確定方案樣品進(jìn)行TG-DTG分析。收集樣品灰進(jìn)行成分分析,判別磨損程度。對混焦進(jìn)行BET、SEM分析。通過多種方式對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析論證,以求得到真實(shí)可行的結(jié)論,為實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)選定A/C=4.5:5.5為實(shí)驗(yàn)煤種;加入m煤m油=7:3的油菜秸稈;Ca/S=2.3的碳酸鈣鍛燒成的氧化鈣;煤樣質(zhì)量的8%的Nd-Ti02(Nd摻雜量為1%,鍛燒溫度為500℃),在管式爐中以850℃的燃燒溫度燃燒,脫硝效率最高為85.66%。將最優(yōu)方案在不同氣氛中運(yùn)用發(fā)現(xiàn)效率與氧含量成正比。混煤與添加劑燃燒脫汞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,選擇脫硝時(shí)的最優(yōu)方案,Hg0去除效率最高為72.66%;比未添加Nd-Ti02時(shí)Hg0去除效率提高了 14.11%。說明最優(yōu)方案可以在同一實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硝脫汞。最優(yōu)方案還適用于不同硫分的煤種,適用度廣具有應(yīng)用價(jià)值。通過催化劑的表征可以得出:稀土離子Nd3+摻入在一定程度上造成晶體表面發(fā)生微小畸變但未改變其晶型結(jié)構(gòu)。Nd的存在使催化劑的比表面積顯著提高。同時(shí)孔容明顯增大,孔徑減小。較高的孔容能夠增加降解物的吸附量,且其較高的比表面積可增大與降解底物的接觸面積,從而提高催化性能,提高脫硝脫汞效率。微波輔助溶膠凝膠法制得的樣品成型較好,Nd-TiO2催化劑表面平整,結(jié)構(gòu)致密,無開裂現(xiàn)象,顆粒分布比較均勻。Nd元素含量為0.31%,實(shí)現(xiàn)了 Nd的摻雜,并以+3價(jià)態(tài)形式存在。表征結(jié)果很好的解釋了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過對混焦進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),加入生物質(zhì)以后焦的比表面積和孔容增加,提高了 NO的吸附脫除效率。通過對生物質(zhì)進(jìn)行紅外分析得出,生物質(zhì)均是[-OH]官能團(tuán)含量最高,所含的羥基易與金屬離子進(jìn)行配位絡(luò)合反應(yīng)以及離子交換反應(yīng),從而達(dá)到脫汞的目的。鈣基因本身具有降低煤熱解過程中熔聚的特性及催化脫烷基和脫氫特性,使煤溫和氣化產(chǎn)物焦比表面積具有增大的趨勢,提高脫硝脫汞效率。Nd-TiO2與焦表面含氧官能團(tuán)進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng),使焦表面同時(shí)存在物理吸附和化學(xué)催化反應(yīng),表面的活性位點(diǎn)增多,使其對NOx進(jìn)行催化還原,對Hg0進(jìn)行催化氧化。通過對煤灰進(jìn)行成分分析發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)、鈣基、催化劑的添加提高了脫硝脫汞效率,降低了對鍋爐的磨損。通過對方案的熱重分析發(fā)現(xiàn),著火溫度和燃盡溫度都提前了,有效的節(jié)省了資源,提高了利用率。
【圖文】：

逑的試樣平鋪在小瓷舟內(nèi)，連接好吸收瓶后將其推入陶瓷管中，恒溫燃燒逡逑６０ｍｉｎ。實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖２－１所示逡逑１５邐邐！逡逑邐邋邐邋邐邋邐邋１７邐邐■、、邋邋—ｉ邋恧邋Ｓ＇邋１逡逑１６邋＞．；——；…｜逡逑ｉ邋］＇＼邋２邋］＇＼邋！邋］＇＼邐＼邐＼邋—丁邋／？ｉｒ逡逑丨－逡逑人邋ＬN(yùn)B—ｌ－邋Ｊ－ｋ邋ｌ－邋Ｘ．邋Ｘ－逡逑■邐—邐Ｉ邋Ｉ邋？邋ｉ邋？邋—邋ｙ邋？邋—邋Ｉ邋■邋—邋Ｉ邋Ｉ邋■■邋Ｉ邋Ｉ邋Ｍ邋Ｉ邋Ｉ逡逑＼邋＼邐ＬＺ邋２邋Ｌｌ邋」°邋Ｊ」逡逑３邐＿＿６邐」邐Ｘ＼／邋４逡逑圖２－１煤、生物質(zhì)混燃脫硝脫汞實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)圖逡逑１－ＮＣｈ吸收瓶：２－氧化瓶；３－冰水浴漕：４－ＫＣ卜溶液：５－ＨＮ０３－Ｈ２０２溶液；逡逑６－Ｈ２Ｓ0４／ＫＭｎ０４溶液；７－燃燒爐；８－燃燒管；９－瓷舟；１０－流量計(jì)；１１－貯氣瓶；１２－推棒；逡逑１３－翻膠帽；１４－Ｔ型管；１５－溫度控制器；１６－橡皮塞；１７－熱電偶逡逑實(shí)驗(yàn)中以煤單獨(dú)燃燒釋放的ＮＯ含量和Ｈｇ（１含量為基準(zhǔn)值，通過測定加逡逑入各種添加劑后不同工況下的ＮＯ濃度和Ｈ＃濃度，計(jì)算脫硝、脫汞效率。逡逑？７＝＾ｌＺ＾ｘ１００％逡逑ｃｏ邐（２－１）逡逑式中ｃｖ邐０．５ｇ煤燃燒產(chǎn)生煙氣中的ＮＯ邋（ｍｇ／ｍ３）或Ｈｇ＞ｇ／ｍ３）；逡逑ｃ——有添加劑時(shí)不同工況下試樣燃燒產(chǎn)生煙氣的ＮＯ邋（ｍｇ／ｍ３）或ＨｇＱ逡逑（ｎｇ／ｍ３）。逡逑根據(jù)文獻(xiàn)選定各實(shí)驗(yàn)參數(shù)：逡逑煤種：Ａ煤、Ｃ煤、Ａ煤與Ｃ煤不同比例的混煤、山西煤；逡逑生物質(zhì)：河北玉米芯、榛子殼、油菜秸稈、椰殼、酸棗木；逡逑煤與生物質(zhì)的摻混比例：８：２、７：３、６：４邋（煤的質(zhì)量保持不變

（若室溫低于２０°Ｃ時(shí)，放置４０ｍｉｎ以上）。在波長５４０ｎｍ處，用ｌｃｍ比色皿，逡逑以水為參比測定各吸光度�？鄢瞻讟拥奈舛纫院螅瑢�(yīng)ＮＯ：？的濃度（ｕｇ／ｍＬ），逡逑用最小二乘法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖２－２。逡逑０．５邋－逡逑■逡逑ｙ＝０．９４０２ｘ＋０．００４逡逑０４邋－邐，逡逑Ｒ２＝０．９９９６邋ｙ逡逑０．３邋－逡逑ｍ邋，逡逑０．２邋－逡逑０．１邋－逡逑Ｉ邐Ｉ邐ＩＩＩ！逡逑０．０邐０１邐０．２邐０邋３邐０．４邐０邋５逡逑標(biāo)曲逡逑圖２－２亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑按（２－２）計(jì)算ＮＯ濃度：逡逑—氧化氮（以邋ＮＣｈ計(jì)，ｍｇ／ｍ３）邋ｃｍ＝（Ｊ＇邐Ｊ邋0邐（２－２）逡逑式中邋＾一煙氣中ＮＯ濃度，，ｍｇ／ｎｉ３；逡逑山一串聯(lián)第二支吸收瓶中樣品溶液吸光度；逡逑試樣空白溶液吸光度；逡逑／＞，ａ—標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率和截距；逡逑－９－逡逑
【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】：2018
【分類號】：X773

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本文編號：2690160