本文關(guān)鍵詞：微波輻射對(duì)焦炭微結(jié)構(gòu)及焦炭-NO反應(yīng)性影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工業(yè)燃煤領(lǐng)域NO_x的綠色、經(jīng)濟(jì)、高效減排成為關(guān)注要點(diǎn)。近年來(lái)焦炭對(duì)NO的還原作用成為研究熱點(diǎn),“焦粉混燃脫氮”技術(shù)在國(guó)外冶金行業(yè)也取得了一定的成果。但隨著熱處理溫度和時(shí)間的增加,焦炭“類石墨化”程度提高,焦炭還原能力明顯下降。若能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器外常溫、中溫(20~800℃)焦炭的活化,改善焦炭微結(jié)構(gòu)特性,將顯著提高回送焦炭對(duì)NO的還原能力。為此,本文設(shè)計(jì)了微波-熱重-紅外反應(yīng)器試驗(yàn)系統(tǒng),以朔州煙煤、模型焦炭作為研究對(duì)象,通過(guò)探究在不同微波作用條件下焦炭微結(jié)構(gòu)以及焦炭-NO反應(yīng)性的變化規(guī)律,確定微波活化焦炭的最佳條件以及活化機(jī)理,為工業(yè)鍋爐新型脫硝技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。以納米碳粉、蔗糖、去離子水、乙醇為原料,按一定的配比制備了模型焦炭。利用馬弗爐,制備了炭化終溫分別為800℃、900℃的朔州煤焦和模型焦炭樣品。在微波-熱重-紅外反應(yīng)器上,進(jìn)行不同微波功率、作用時(shí)間對(duì)不同焦炭樣品的改性處理,利用壓汞測(cè)試、XRD、Raman及XPS測(cè)試等,對(duì)部分改性前后的朔州煤焦、模型焦炭的孔隙結(jié)構(gòu)分布、石墨化程度、晶格缺陷、官能團(tuán)相對(duì)含量等各特征參數(shù)的變化規(guī)律及差異進(jìn)行了對(duì)比、分析。結(jié)果表明,微波處理功率、時(shí)間均對(duì)焦炭微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的作用:隨著微波處理功率的增加和微波處理時(shí)間的延長(zhǎng),朔州煤焦和模型焦炭的比表面積、孔容積呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);C-O,C=O,O=C-O三種含氧官能團(tuán)含量均有所下降;朔州煤焦石墨化程度未呈現(xiàn)明顯規(guī)律性,模型焦炭石墨化程度先減小后增大。在大顆粒熱重反應(yīng)器系統(tǒng)探究了800℃、900℃下微波改性大顆粒朔州煤焦與NO的反應(yīng)性,在立臥管式爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上以程序升溫法分別探究了常溫和800℃下微波改性模型焦炭-NO反應(yīng)性,在微波-熱重-紅外反應(yīng)器系統(tǒng)上探究了800℃條件下間歇式施加微波處理方式對(duì)模型焦炭的NO反應(yīng)性的變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著微波處理功率的增大和微波處理時(shí)間的延長(zhǎng),朔州煤焦和模型焦炭的NO反應(yīng)性先增大后減小,朔州煤焦的最佳微波處理功率和時(shí)間分別為640W和90s,模型焦炭的最佳微波處理功率和時(shí)間為480W(或640W)和90s;施加微波瞬間,模型焦炭還原NO的效率便會(huì)迅速提高,這是由微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同決定的;常溫下微波改性的模型焦炭的NO反應(yīng)性普遍高于中溫800℃下的微波改性焦炭。微波改性前后焦炭孔隙結(jié)構(gòu)變化、含氧官能團(tuán)的變遷及石墨化程度是影響高溫條件下朔州煤焦和模型焦炭的NO反應(yīng)性的主要因素。
【關(guān)鍵詞】：微波 焦炭 微結(jié)構(gòu) 固定床 NO_x
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X701;TQ534
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 NO_x的排放10-11
• 1.1.2 NO_x的治理11
• 1.2 氮氧化物的形成和控制11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 焦炭-NO反應(yīng)的研究意義12-13
• 1.3.2 基于微波輻射焦炭脫硝的研究13-14
• 1.3.3 微波下焦炭微結(jié)構(gòu)變化對(duì)NO還原影響14-16
• 1.3.4 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的簡(jiǎn)析綜述16-17
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)儀器18-29
• 2.1 微波-熱重-紅外反應(yīng)器18-23
• 2.1.1 微波-熱重-紅外反應(yīng)器及加熱系統(tǒng)19-20
• 2.1.2 紅外測(cè)溫系統(tǒng)20
• 2.1.3 稱重系統(tǒng)20-21
• 2.1.4 配氣系統(tǒng)21
• 2.1.5 氣體測(cè)量及排氣系統(tǒng)21-22
• 2.1.6 溫度場(chǎng)標(biāo)定22-23
• 2.2 大顆粒熱重反應(yīng)器系統(tǒng)23-24
• 2.2.1 大顆粒熱重反應(yīng)器主體部分23-24
• 2.2.2 反應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)試24
• 2.3 立臥管式爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)24-25
• 2.3.1 管式實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體部分25
• 2.3.2 反應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)試25
• 2.4 其它測(cè)試儀器簡(jiǎn)介25-27
• 2.4.1 紅外熱像儀26
• 2.4.2 熱重分析儀26
• 2.4.3 碳?xì)涞胤治鰞x26
• 2.4.4 壓汞分析儀26
• 2.4.5 X射線衍射（XRD）26-27
• 2.4.6 拉曼（Raman）光譜分析儀27
• 2.4.7 X射線光電子能譜儀（XPS）27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 焦炭的制備及理化特性分析29-49
• 3.1 原始煤焦及模型焦炭的制取29-31
• 3.1.1 朔州煤焦的制備29-30
• 3.1.2 模型焦炭的制備30-31
• 3.2 微波改性焦炭的制備31-32
• 3.3 焦炭的工業(yè)分析和元素分析32-33
• 3.4 微波對(duì)焦炭孔隙結(jié)構(gòu)的影響33-36
• 3.4.1 朔州煤焦的壓汞分析33-35
• 3.4.2 模型焦炭的壓汞分析35-36
• 3.5 微波對(duì)焦炭微晶結(jié)構(gòu)的影響36-45
• 3.5.1 X射線衍射（XRD）分析36-40
• 3.5.2 拉曼（Raman）光譜分析40-45
• 3.6 微波對(duì)焦炭表面碳氧元素賦存形態(tài)的影響45-47
• 3.6.1 X射線光電子能譜（XPS）分析45
• 3.6.2 焦炭中碳氧元素賦存形態(tài)的變化45-47
• 3.7 本章小結(jié)47-49
• 第4章 微波改性焦炭的NO反應(yīng)性實(shí)驗(yàn)49-64
• 4.1 改性焦炭-NO反應(yīng)性實(shí)驗(yàn)方案49-50
• 4.1.1 程序升溫法49
• 4.1.2 恒溫加熱法49-50
• 4.1.3 恒溫下間歇式施加微波法50
• 4.1.4 數(shù)據(jù)處理方法50
• 4.2 微波對(duì)朔州煤焦-NO反應(yīng)性影響50-54
• 4.2.1 改性 800℃-20min朔州煤焦-NO反應(yīng)性規(guī)律51-53
• 4.2.2 改性 900℃-20min朔州煤焦-NO反應(yīng)性規(guī)律53-54
• 4.3 微波對(duì)模型焦炭-NO反應(yīng)性影響54-57
• 4.3.1 改性 800℃-20min模型焦炭-NO反應(yīng)性規(guī)律54-56
• 4.3.2 改性 900℃-20min模型焦炭-NO反應(yīng)性規(guī)律56-57
• 4.4 間歇式施加微波對(duì)模型焦炭-NO反應(yīng)性影響57-60
• 4.5 中溫 800℃下微波處理對(duì)模型焦炭-NO反應(yīng)性影響60-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 研究工作的未來(lái)展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及其它成果75-77
• 致謝77

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