循環(huán)流化床爐內(nèi)還原性氣氛對固硫特性的影響研究
發(fā)布時間:2022-10-15 12:29
氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)是煤燃燒過程中產(chǎn)生的主要大氣污染物,也是造成霧霾等環(huán)境問題的主要原因。我國日益嚴(yán)格的燃煤煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)促使學(xué)者們對循環(huán)流化床鍋爐在爐內(nèi)協(xié)同控制NOx和SO2排放開展了大量的工作。循環(huán)流化床爐內(nèi)低氧燃燒結(jié)合后燃技術(shù)不僅可以實現(xiàn)低NOx排放,而且能夠保證燃燒效率,是一種高效的低NOx燃燒技術(shù)。但該技術(shù)的應(yīng)用使得循環(huán)流化床爐內(nèi)的氧化性氣氛轉(zhuǎn)變?yōu)榱诉原性氣氛,傳統(tǒng)的爐內(nèi)噴鈣脫硫機理也不再適用,因此,為了探索該技術(shù)下爐內(nèi)固硫的可行性,本文采用熱重-質(zhì)譜聯(lián)用實驗、管式爐實驗和循環(huán)流化床實爐試驗相結(jié)合的研究方法,對還原性氣氛下固硫機理以及相關(guān)影響因素進行了系統(tǒng)的研究。采用熱重質(zhì)譜聯(lián)用加等效特征圖譜法(TG-MS&ECSA)對各反應(yīng)過程中的逸出氣體進行實時定量,從逸出氣體出發(fā)分別對石墨和半焦還原分解CaSO4的反應(yīng)、CaS在O2/Ar氣氛下的氧化反應(yīng)、CaS在CO2/Ar氣氛下的氧化反應(yīng)和CaS與CaSO4固固反應(yīng)的機理進行了研究,然后通過管式爐實驗,再從反應(yīng)后固體產(chǎn)物出發(fā)對結(jié)論進行了驗證;另外,本文還通過立式管式爐實驗對循環(huán)流化床爐內(nèi)溫度和CO濃度對固硫特性...
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 我國污染物排放現(xiàn)狀
1.1.2 流化床鍋爐脫硝技術(shù)
1.1.3 流化床脫硫技術(shù)
1.1.4 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)低氧燃燒結(jié)合后燃技術(shù)
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 CaS作為固硫中間產(chǎn)物的可行性研究
1.2.2 氧化性氣氛下CaCO_3及CaO固硫反應(yīng)機理
1.2.3 還原性氣氛下CaCO_3及CaO固硫反應(yīng)機理
1.2.4 還原性氣氛下CaSO_4分解機理
1.2.5 CaS氧化機理
1.2.6 CaS與CaSO_4固固反應(yīng)機理
1.3 研究的目的與主要內(nèi)容
1.3.1 研究目的
1.3.2 課題主要研究內(nèi)容
第2章 碳熱還原分解CaSO_4的機理研究
2.1 引言
2.2 實驗系統(tǒng)與方法
2.2.1 熱重質(zhì)譜聯(lián)用加等效特征圖譜法
2.2.2 數(shù)據(jù)處理方法
2.2.3 臥式管式爐實驗系統(tǒng)及分析方法
2.3 石墨還原分解CaSO_4的實驗研究
2.3.1 實驗樣品
2.3.2 熱重質(zhì)譜實驗工況
2.3.3 熱重質(zhì)譜實驗步驟
2.3.4 管式爐實驗
2.3.5 結(jié)果與討論
2.3.5.1 不同含量的石墨對CaSO_4分解的影響
2.3.5.2 石墨還原分解CaSO_4的機理研究
2.4 半焦還原分解CaSO_4的實驗研究
2.4.1 實驗樣品
2.4.2 熱重質(zhì)譜實驗工況
2.4.3 熱重質(zhì)譜實驗步驟
2.4.4 管式爐實驗
2.4.5 結(jié)果與討論
2.4.5.1 不同含量的神木半焦對CaSO_4分解的影響
2.4.5.2 神木半焦還原分解CaSO_4的機理研究
2.5 本章小結(jié)
第3章 CaS的氧化及與CaSO_4的固固反應(yīng)機理研究
3.1 引言
3.2 實驗系統(tǒng)與方法
3.3 CaS的氧化機理研究
3.3.1 實驗樣品
3.3.2 實驗步驟
3.3.3 CaS在O_2/Ar氣氛下的氧化實驗研究
3.3.4 CaS在CO_2/Ar氣氛下的氧化實驗研究
3.4 CaS與CaSO_4固固反應(yīng)機理研究
3.4.1 實驗樣品
3.4.2 實驗工況
3.4.3 實驗步驟
3.4.4 結(jié)果與討論
3.5 本章小結(jié)
第4章 還原性氣氛固硫的管式爐實驗及實爐試驗驗證
4.1 引言
4.2 管式爐實驗研究
4.2.1 實驗原料
4.2.2 實驗系統(tǒng)
4.2.3 實驗工況
4.2.4 實驗流程
4.2.5 檢測方法
4.2.6 結(jié)果與討論
4.2.6.1 溫度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響研究
4.2.6.2 CO濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響研究
4.3 循環(huán)流化床實爐試驗驗證
4.3.1 引言
4.3.2 試驗物料
4.3.3 試驗系統(tǒng)
4.3.4 試驗流程及工況
4.3.5 煙氣測量與樣品分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 主要結(jié)論
5.2 論文的創(chuàng)新點
5.3 未來的工作展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝方案研究[J]. 張志強,張慶,王強. 應(yīng)用能源技術(shù). 2019(02)
[2]煤的燃前脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J]. 鄒碧海,石晨飛,譙自強,趙瑞. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2018(18)
[3]循環(huán)流化床鍋爐后補燃風(fēng)摻混的試驗與數(shù)值模擬[J]. 武廣龍,周托,那永潔,涂秋亞. 中國粉體技術(shù). 2018(03)
[4]循環(huán)流化床超細石灰石爐內(nèi)脫硫研究[J]. 蔡潤夏,柯,|,葛榮存,楊海瑞,呂俊復(fù),張縵,張建春,王仕龍,陳英. 中國電機工程學(xué)報. 2018(10)
[5]煤灰中硫元素的脫除機理與方法研究[J]. 楊政良,陳義麗,張忠孝,杜梅芳,烏曉江. 能源工程. 2017(05)
[6]燃煤鍋爐灰渣中可燃碳含量的分析方法[J]. 曹勇,夏紅德,周托,魏凱. 中國粉體技術(shù). 2017(03)
[7]硫化鈣磷石膏固固反應(yīng)的熱分析動力學(xué)[J]. 楊秀山,鄧少剛,黃鵬輝,王辛龍,楊林,張志業(yè),鐘本和. 高校化學(xué)工程學(xué)報. 2016(03)
[8]還原氣氛對流化床鍋爐內(nèi)脫硫反應(yīng)的影響[J]. 趙碩,由長福. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2016(01)
[9]循環(huán)流化床燃燒發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J]. 岳光溪,呂俊復(fù),徐鵬,胡修奎,凌文,陳英,李建鋒. 中國電力. 2016(01)
[10]煙氣再循環(huán)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 蘭健,呂田,金永星. 節(jié)能. 2015(10)
博士論文
[1]低階煤熱解半焦的燃燒特性和NOx排放特性試驗研究[D]. 鞏志強.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2016
[2]不同氣氛下高溫固硫產(chǎn)物硫酸鈣和硫化鈣相互轉(zhuǎn)化機理研究[D]. 范紅宇.浙江大學(xué) 2004
[3]煤燃燒脫硫過程中高溫物相固硫基礎(chǔ)研究[D]. 楊天華.浙江大學(xué) 2004
碩士論文
[1]循環(huán)流化床鍋爐低排放的試驗研究[D]. 曹勇.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所) 2017
本文編號:3691310
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 我國污染物排放現(xiàn)狀
1.1.2 流化床鍋爐脫硝技術(shù)
1.1.3 流化床脫硫技術(shù)
1.1.4 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)低氧燃燒結(jié)合后燃技術(shù)
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 CaS作為固硫中間產(chǎn)物的可行性研究
1.2.2 氧化性氣氛下CaCO_3及CaO固硫反應(yīng)機理
1.2.3 還原性氣氛下CaCO_3及CaO固硫反應(yīng)機理
1.2.4 還原性氣氛下CaSO_4分解機理
1.2.5 CaS氧化機理
1.2.6 CaS與CaSO_4固固反應(yīng)機理
1.3 研究的目的與主要內(nèi)容
1.3.1 研究目的
1.3.2 課題主要研究內(nèi)容
第2章 碳熱還原分解CaSO_4的機理研究
2.1 引言
2.2 實驗系統(tǒng)與方法
2.2.1 熱重質(zhì)譜聯(lián)用加等效特征圖譜法
2.2.2 數(shù)據(jù)處理方法
2.2.3 臥式管式爐實驗系統(tǒng)及分析方法
2.3 石墨還原分解CaSO_4的實驗研究
2.3.1 實驗樣品
2.3.2 熱重質(zhì)譜實驗工況
2.3.3 熱重質(zhì)譜實驗步驟
2.3.4 管式爐實驗
2.3.5 結(jié)果與討論
2.3.5.1 不同含量的石墨對CaSO_4分解的影響
2.3.5.2 石墨還原分解CaSO_4的機理研究
2.4 半焦還原分解CaSO_4的實驗研究
2.4.1 實驗樣品
2.4.2 熱重質(zhì)譜實驗工況
2.4.3 熱重質(zhì)譜實驗步驟
2.4.4 管式爐實驗
2.4.5 結(jié)果與討論
2.4.5.1 不同含量的神木半焦對CaSO_4分解的影響
2.4.5.2 神木半焦還原分解CaSO_4的機理研究
2.5 本章小結(jié)
第3章 CaS的氧化及與CaSO_4的固固反應(yīng)機理研究
3.1 引言
3.2 實驗系統(tǒng)與方法
3.3 CaS的氧化機理研究
3.3.1 實驗樣品
3.3.2 實驗步驟
3.3.3 CaS在O_2/Ar氣氛下的氧化實驗研究
3.3.4 CaS在CO_2/Ar氣氛下的氧化實驗研究
3.4 CaS與CaSO_4固固反應(yīng)機理研究
3.4.1 實驗樣品
3.4.2 實驗工況
3.4.3 實驗步驟
3.4.4 結(jié)果與討論
3.5 本章小結(jié)
第4章 還原性氣氛固硫的管式爐實驗及實爐試驗驗證
4.1 引言
4.2 管式爐實驗研究
4.2.1 實驗原料
4.2.2 實驗系統(tǒng)
4.2.3 實驗工況
4.2.4 實驗流程
4.2.5 檢測方法
4.2.6 結(jié)果與討論
4.2.6.1 溫度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響研究
4.2.6.2 CO濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響研究
4.3 循環(huán)流化床實爐試驗驗證
4.3.1 引言
4.3.2 試驗物料
4.3.3 試驗系統(tǒng)
4.3.4 試驗流程及工況
4.3.5 煙氣測量與樣品分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 主要結(jié)論
5.2 論文的創(chuàng)新點
5.3 未來的工作展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝方案研究[J]. 張志強,張慶,王強. 應(yīng)用能源技術(shù). 2019(02)
[2]煤的燃前脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J]. 鄒碧海,石晨飛,譙自強,趙瑞. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2018(18)
[3]循環(huán)流化床鍋爐后補燃風(fēng)摻混的試驗與數(shù)值模擬[J]. 武廣龍,周托,那永潔,涂秋亞. 中國粉體技術(shù). 2018(03)
[4]循環(huán)流化床超細石灰石爐內(nèi)脫硫研究[J]. 蔡潤夏,柯,|,葛榮存,楊海瑞,呂俊復(fù),張縵,張建春,王仕龍,陳英. 中國電機工程學(xué)報. 2018(10)
[5]煤灰中硫元素的脫除機理與方法研究[J]. 楊政良,陳義麗,張忠孝,杜梅芳,烏曉江. 能源工程. 2017(05)
[6]燃煤鍋爐灰渣中可燃碳含量的分析方法[J]. 曹勇,夏紅德,周托,魏凱. 中國粉體技術(shù). 2017(03)
[7]硫化鈣磷石膏固固反應(yīng)的熱分析動力學(xué)[J]. 楊秀山,鄧少剛,黃鵬輝,王辛龍,楊林,張志業(yè),鐘本和. 高校化學(xué)工程學(xué)報. 2016(03)
[8]還原氣氛對流化床鍋爐內(nèi)脫硫反應(yīng)的影響[J]. 趙碩,由長福. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2016(01)
[9]循環(huán)流化床燃燒發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J]. 岳光溪,呂俊復(fù),徐鵬,胡修奎,凌文,陳英,李建鋒. 中國電力. 2016(01)
[10]煙氣再循環(huán)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 蘭健,呂田,金永星. 節(jié)能. 2015(10)
博士論文
[1]低階煤熱解半焦的燃燒特性和NOx排放特性試驗研究[D]. 鞏志強.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2016
[2]不同氣氛下高溫固硫產(chǎn)物硫酸鈣和硫化鈣相互轉(zhuǎn)化機理研究[D]. 范紅宇.浙江大學(xué) 2004
[3]煤燃燒脫硫過程中高溫物相固硫基礎(chǔ)研究[D]. 楊天華.浙江大學(xué) 2004
碩士論文
[1]循環(huán)流化床鍋爐低排放的試驗研究[D]. 曹勇.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所) 2017
本文編號:3691310
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