發(fā)布時間：2017-08-16 17:25

  本文關(guān)鍵詞：循環(huán)床爐內(nèi)脫硫氣氛效應(yīng)與組合脫硫運行優(yōu)化

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【摘要】：循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫技術(shù)是一種經(jīng)濟有效的煙氣脫硫技術(shù),而煙氣濕法脫硫則因脫硫效率高而得到廣泛應(yīng)用,將兩種煙氣脫硫技術(shù)有機結(jié)合將是降低循環(huán)流化床燃煤電站S02排放的一種有效方式。本文以發(fā)展循環(huán)流化床SO2超低排放理論和技術(shù)為背景,基于國家十二五科技支撐項目,對循環(huán)流化床燃煤電站超低排放技術(shù)研發(fā)中爐內(nèi)脫硫和組合系統(tǒng)脫硫特性進行理論、試驗研究及運行過程優(yōu)化工作。論文以研究爐內(nèi)氣氛對脫硫影響機理及實現(xiàn)組合脫硫系統(tǒng)高效運行為目標,研究工作主要包括爐內(nèi)氣氛對煤燃燒及含硫污染物釋放特性研究、爐內(nèi)氣氛對脫硫劑脫硫特性影響研究和組合脫硫系統(tǒng)運行優(yōu)化研究三個方面,具體分為6個部分,包括①低O2濃度下煤燃燒及含硫化合物釋放與轉(zhuǎn)化特性研究,②氧化性氣氛下天然鈣基脫硫劑硫化反應(yīng)特性及動力學(xué)分析,③氧化／還原循環(huán)氣氛下鈣基脫硫劑硫化特性研究；④循環(huán)流化床組合脫硫系統(tǒng)試驗研究,⑤循環(huán)流化床組合脫硫系統(tǒng)過程計算方法和⑥循環(huán)流化床組合脫硫系統(tǒng)運行策略及參數(shù)優(yōu)化研究。爐內(nèi)氣氛對煤燃燒及含硫污染物釋放研究發(fā)現(xiàn),低O2濃度下,煤燃燒反應(yīng)仍接近一級反應(yīng),由于補償效應(yīng)的影響,煤種表觀活化能隨02降低而下降；隨著O2濃度由21%下降至5%時,煤中燃燒釋放的含硫化合物總量呈下降趨勢,當氣氛由O2/N2變?yōu)镺2/CO2時,SO2與H2S呈現(xiàn)向COS轉(zhuǎn)化趨勢。爐內(nèi)氣氛對脫硫劑脫硫特性影響研究結(jié)果表明,4種天然鈣基脫硫劑在氧化性氣氛下脫硫能力不同,雞蛋殼煅燒后產(chǎn)生發(fā)達的孔隙及表面結(jié)構(gòu),具有更高的鈣利用率；綜合考慮活化能及反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)可以評價脫硫劑固硫特性；氧化/還原交變循環(huán)氣氛下,石灰石硫化反應(yīng)產(chǎn)物成分隨循環(huán)反應(yīng)次數(shù)增加發(fā)生改變；結(jié)合產(chǎn)物形貌特征與分形維數(shù)變化,提出一種脫硫產(chǎn)物結(jié)構(gòu)變化反應(yīng)機理。對于爐內(nèi)爐外組合脫硫系統(tǒng)運行優(yōu)化,首先通過組合脫硫試驗驗證系統(tǒng)實現(xiàn)達標排放的可行性,發(fā)現(xiàn)組合脫硫試驗中尾部濕法脫硫效率小于尾部濕法冷態(tài)試驗中所得結(jié)果；其次,利用Matlab軟件計算組合脫硫系統(tǒng)運行流程中物耗和能耗,提出一種基于環(huán)保標準與技術(shù)經(jīng)濟性指標的綜合優(yōu)化方法；最后,基于組合脫硫系統(tǒng)運行優(yōu)化方法,得出組合脫硫系統(tǒng)在“一爐一塔”模式下煤種折算含硫量Sco與運行經(jīng)濟性參數(shù)是影響系統(tǒng)運行策略的主要因素；通過與現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方式,驗證了該優(yōu)化方法的準確性,并建議“兩爐一塔”模式下,當環(huán)保標準提高后,優(yōu)先調(diào)整爐內(nèi)脫硫運行參數(shù),提高爐內(nèi)脫硫效率,從而降低系統(tǒng)SO2排放,實現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟運行。
【關(guān)鍵詞】：鍋爐 循環(huán)流化床 爐內(nèi)脫硫 煙氣脫硫 組合脫硫 鈣基脫硫劑 反應(yīng)氣氛 運行優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM621;X773
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 主要符號表10-22
• 1 緒論22-36
• 1.1 中國SO_2排放及治理現(xiàn)狀22
• 1.2 中國火電廠SO_2排放標準及政策22-24
• 1.3 火電廠燃煤脫硫技術(shù)24-26
• 1.3.1 燃燒前脫硫24
• 1.3.2 燃燒中脫硫24-25
• 1.3.3 燃燒后脫硫25-26
• 1.4 火電廠組合脫硫技術(shù)路線26-33
• 1.4.1 煤粉爐組合脫硫技術(shù)26-28
• 1.4.2 循環(huán)流化床鍋爐組合脫硫技術(shù)28-33
• 1.5 論文選題思路和研究內(nèi)容33-36
• 1.5.1 本文工作的提出33
• 1.5.2 本文主要研究內(nèi)容33-36
• 2 循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫研究綜述36-48
• 2.1 循環(huán)流化床爐內(nèi)氣氛對脫硫影響36-43
• 2.1.1 氧化性氣氛36-39
• 2.1.2 還原性氣氛39-41
• 2.1.3 氧化還原交變氣氛41-43
• 2.2 循環(huán)流化床鈣基脫硫劑選擇及強化的研究進展43-46
• 2.2.1 天然/廢棄鈣基脫硫劑再利用43-44
• 2.2.2 脫硫劑/乏脫硫劑活化44-45
• 2.2.3 新型脫硫劑制備工藝45-46
• 2.3 本文的研究思路和方法46-47
• 2.4 本章小結(jié)47-48
• 3 低O_2濃度下煤燃燒及含硫化合物釋放與轉(zhuǎn)化特性研究48-59
• 3.1 研究目的48
• 3.2 實驗裝置和實驗樣品48-49
• 3.2.1 實驗裝置48-49
• 3.2.2 實驗樣品49
• 3.3 實驗方法49-50
• 3.4 實驗結(jié)果及分析50-58
• 3.4.1 不同氣氛煤燃燒特性50-55
• 3.4.2 不同氣氛煤中硫釋放及轉(zhuǎn)化規(guī)律55-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 4 氧化性氣氛天然鈣基脫硫劑硫化反應(yīng)特性及動力學(xué)分析59-73
• 4.1 研究目的59
• 4.2 實驗裝置和實驗樣品59-62
• 4.2.1 實驗裝置59-61
• 4.2.2 實驗樣品61-62
• 4.3 實驗方法62-63
• 4.3.1 熱重實驗62-63
• 4.3.2 小型熱態(tài)流化床實驗63
• 4.4 實驗結(jié)果及分析63-72
• 4.4.1 表面結(jié)構(gòu)特征分析63-65
• 4.4.2 煅燒后微觀特性65-66
• 4.4.3 熱重硫化反應(yīng)特性66-71
• 4.4.4 小型熱態(tài)流化床與熱重硫化結(jié)果對比71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 5 氧化/還原氣氛下鈣基脫硫荊硫化特性研究73-84
• 5.1 研究目的73
• 5.2 實驗樣品及方法73-76
• 5.2.1 實驗樣品73
• 5.2.2 實驗裝置及方法73-75
• 5.2.3 產(chǎn)物成分化學(xué)分析方法75-76
• 5.3 試驗結(jié)果及分析76-82
• 5.3.1 產(chǎn)物成分分析結(jié)果76-79
• 5.3.2 石灰石鈣利用率隨循環(huán)次數(shù)改變79
• 5.3.3 循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)物表面微觀結(jié)構(gòu)特性79-80
• 5.3.4 循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)物分形特性80-81
• 5.3.5 循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)物表面結(jié)構(gòu)改變反應(yīng)機理81-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 6 循環(huán)流化床組合脫硫試驗研究84-102
• 6.1 引言84-85
• 6.2 試驗裝置介紹85-90
• 6.2.1 組合脫硫試驗系統(tǒng)流程85-86
• 6.2.2 循環(huán)流化床主體86-88
• 6.2.3 電加熱系統(tǒng)88
• 6.2.4 煙氣冷卻系統(tǒng)88
• 6.2.5 給料系統(tǒng)88-89
• 6.2.6 測控系統(tǒng)89
• 6.2.7 煙氣成分配氣系統(tǒng)89
• 6.2.8 煙氣濕法脫硫塔89-90
• 6.3 試驗物料90-91
• 6.4 試驗數(shù)據(jù)處理及運行工況91-93
• 6.4.1 試驗數(shù)據(jù)處理91
• 6.4.2 試驗工況安排91-93
• 6.4.3 試驗運行過程93
• 6.5 試驗結(jié)果及分析93-101
• 6.5.1 SO_2與NO排放及石灰石脫硫特性93-98
• 6.5.2 石灰石/石膏濕法脫硫試驗研究98-100
• 6.5.3 組合脫硫試驗研究100-101
• 6.6 本章小結(jié)101-102
• 7 循環(huán)流化床鍋爐組合脫硫系統(tǒng)過程計算方法102-116
• 7.1 引言102
• 7.2 循環(huán)流化床鍋爐燃煤煙氣成分計算102-103
• 7.2.1 理論空氣量V~0及理論SO_2排放量102-103
• 7.2.2 理論及實際煙氣量103
• 7.3 循環(huán)流化床鍋爐脫硫?qū)﹀仩t熱效率影響103-106
• 7.3.1 對機械不完全燃燒熱損失q4影響103-104
• 7.3.2 對煙氣排煙熱損失q2影響104
• 7.3.3 對化學(xué)不完全燃燒熱損失q3影響104
• 7.3.4 對散熱損失q5影響104-105
• 7.3.5 對灰渣物理熱損失q6影響105
• 7.3.6 石灰石脫硫熱損失q7105
• 7.3.7 CFB鍋爐熱效率105-106
• 7.4 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫模型106-107
• 7.5 石灰石/石膏濕法煙氣脫硫模型107-108
• 7.6 組合脫硫系統(tǒng)物耗平衡計算108-112
• 7.6.1 CFB燃料消耗計算108
• 7.6.2 爐內(nèi)脫硫石灰石耗量計算108
• 7.6.3 WFGD系統(tǒng)石灰石吸收劑耗量模型108-109
• 7.6.4 脫硫石膏產(chǎn)量模型109-110
• 7.6.5 氧化空氣量模型110
• 7.6.6 脫硫系統(tǒng)水耗模型110-112
• 7.7 組合脫硫系統(tǒng)能耗計算112-114
• 7.7.1 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)能量消耗112-113
• 7.7.2 尾部石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)能量消耗113-114
• 7.8 組合脫硫系統(tǒng)過程計算流程114-115
• 7.9 本章小結(jié)115-116
• 8 循環(huán)流化床組合脫硫系統(tǒng)運行策略及優(yōu)化116-132
• 8.1 引言116
• 8.2 系統(tǒng)運行策略選擇評估方法116-118
• 8.2.1 可變運行成本117
• 8.2.2 平準化可變運行成本117-118
• 8.2.3 經(jīng)濟性評估計算基本參數(shù)118
• 8.3 系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化方法118-119
• 8.4 300MW循環(huán)流化床組合脫硫運行策略119-125
• 8.4.1 300MW循環(huán)流化床燃煤電站組合脫硫工藝系統(tǒng)119-121
• 8.4.2 煤種選擇及含硫量表征121
• 8.4.3 煤種成分及污染物排放標準對組合脫硫系統(tǒng)運行狀態(tài)影響121-122
• 8.4.4 運行成本參數(shù)對組合脫硫系統(tǒng)運行策略影響122-123
• 8.4.5 平準化可變運行成本敏感性分析123-125
• 8.5 循環(huán)流化床組合脫硫系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化125-131
• 8.5.1 循環(huán)流化床熱電廠組合脫硫工藝系統(tǒng)125-127
• 8.5.2 現(xiàn)場測試及數(shù)據(jù)處理127
• 8.5.3 系統(tǒng)能耗設(shè)備運行參數(shù)127-128
• 8.5.4 現(xiàn)場測試結(jié)果對比128-130
• 8.5.5 運行參數(shù)優(yōu)化130-131
• 8.6 本章小結(jié)131-132
• 9 全文總結(jié)及工作展望132-135
• 9.1 全文總結(jié)132-133
• 9.2 主要創(chuàng)新點133-134
• 9.3 足之處和研究展望134-135
• 參考文獻135-145
• 作者簡歷及在學(xué)期間所取得的科研成果145-146

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1 羅e，

本文編號：684549