本文關(guān)鍵詞：微波輻射對焦炭微結(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、高效減排成為關(guān)注要點。近年來焦炭對NO的還原作用成為研究熱點,“焦粉混燃脫氮”技術(shù)在國外冶金行業(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NO的還原能力。為此,本文設(shè)計了微波-熱重-紅外反應(yīng)器試驗系統(tǒng),以朔州煙煤、模型焦炭作為研究對象,通過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,進行不同微波功率、作用時間對不同焦炭樣品的改性處理,利用壓汞測試、XRD、Raman及XPS測試等,對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、官能團相對含量等各特征參數(shù)的變化規(guī)律及差異進行了對比、分析。結(jié)果表明,微波處理功率、時間均對焦炭微結(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間的延長,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;C-O,C=O,O=C-O三種含氧官能團含量均有所下降;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,在立臥管式爐實驗系統(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間的延長,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間分別為640W和90s,模型焦炭的最佳微波處理功率和時間為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
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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NO還原影響14-16
• 1.3.4 國內(nèi)外文獻的簡析綜述16-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 實驗系統(tǒng)和實驗儀器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 氣體測量及排氣系統(tǒng)21-22
• 2.1.6 溫度場標定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 立臥管式爐實驗系統(tǒng)24-25
• 2.3.1 管式實驗臺主體部分25
• 2.3.2 反應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)試25
• 2.4 其它測試儀器簡介25-27
• 2.4.1 紅外熱像儀26
• 2.4.2 熱重分析儀26
• 2.4.3 碳氫氮元素分析儀26
• 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)性實驗49-64
• 4.1 改性焦炭-NO反應(yīng)性實驗方案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 間歇式施加微波對模型焦炭-NO反應(yīng)性影響57-60
• 4.5 中溫 800℃下微波處理對模型焦炭-NO反應(yīng)性影響60-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 研究工作的未來展望66-68
• 參考文獻68-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及其它成果75-77
• 致謝77

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