鑒于當(dāng)前國家能源、環(huán)境形勢面臨的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，研究并應(yīng)用各種節(jié)能減排措施迫在眉睫。燃煤添加劑是實(shí)現(xiàn)煤高效潔凈利用的有效途徑。冶金工業(yè)廢渣不僅含有多種催化助燃成分，而且成本低，因此，本課題以冶金工業(yè)廢渣作為燃煤添加劑，不僅能夠提高燃煤效率，降低氮氧化物的排放，而且實(shí)現(xiàn)了冶金工業(yè)廢棄物高附加值利用，具有重要意義。本文以三種高灰分不同變質(zhì)程度的煙煤為對象，選用5種冶金工業(yè)廢渣作為燃煤添加劑，借助于沉降爐燃燒系統(tǒng)、熱重分析儀進(jìn)行催化實(shí)驗(yàn)研究，通過燃盡度、氮氧化物含量、著火溫度、燃盡溫度及燃盡指數(shù)等指標(biāo)對不同廢渣的催化助燃及脫硝特性進(jìn)行評價(jià)，通過電子掃描顯微鏡、X-射線衍射儀對催化燃燒機(jī)理進(jìn)行了探討，通過動(dòng)力學(xué)分析獲得了煤燃燒最概然機(jī)理函數(shù)模型和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。研究表明：影響添加劑助燃性能的因素主次順序?yàn)椋好悍N>添加劑種類>添加量。添加劑的加入不僅起到了催化助燃作用，而且能夠降低煤中氮氧化物的釋放。綜合分析發(fā)現(xiàn)，冷軋氧化鐵渣為最優(yōu)添加劑。通過對中灰分超高階煙煤的熱重分析發(fā)現(xiàn)，添加劑的加入能夠不同程度地改變煤樣的著火溫度、燃盡溫度和燃盡指數(shù)，動(dòng)力學(xué)分析得出此種煤燃燒的最概然機(jī)理函數(shù)為f（α）=... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

沉降爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

X此次實(shí)驗(yàn)所得的 NOX含量均升高了，說明高溫及過量空氣有利于 NOX的生成和放。不同的添加劑對于煤燃燒煙氣的脫硝效果也不同，以 1#煤為例，原煤煙氣NOX含量為 500ppm，當(dāng)加入 1.0%的冷軋氧化鐵渣后 NOX含量降低了 3.8%，加1.0%的鉻渣后降低了 13.6%，加入 2%的鉻渣后降低了 19%，加入 1.5%的鋼渣后低了 22.8%，加入 2.0%的脫硫渣后降低了 4.4%。除了錳尾礦，其他四種添加劑具有一定的脫硝作用。相比而言，由表 2.5 中可以看出，對于 1#煤，加入 1.5錳尾礦后 NOX的含量明顯降低了，與低溫下正交實(shí)驗(yàn)相比，此次高溫條件下實(shí)中錳尾礦沒有表現(xiàn)出脫硝作用�？赡艿脑蚴�，錳尾礦相比其他四種廢渣而言其中 MnO 的含量最大，在較高的溫度下，MnO 作為活性金屬催化劑對碳的氧作用要大于其脫硝作用，因此，在 NOX和 O2與 C(CO)的反應(yīng)競爭中，NOX的還反應(yīng)相對被抑制，其表現(xiàn)為無脫硝作用，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。根據(jù)表 2.8 中正交實(shí)驗(yàn)燃盡率的分析結(jié)果，可以做出正交實(shí)驗(yàn)趨勢圖，如圖 2.3 所示。

X此次實(shí)驗(yàn)所得的 NOX含量均升高了，說明高溫及過量空氣有利于 NOX的生成和放。不同的添加劑對于煤燃燒煙氣的脫硝效果也不同，以 1#煤為例，原煤煙氣NOX含量為 500ppm，當(dāng)加入 1.0%的冷軋氧化鐵渣后 NOX含量降低了 3.8%，加1.0%的鉻渣后降低了 13.6%，加入 2%的鉻渣后降低了 19%，加入 1.5%的鋼渣后低了 22.8%，加入 2.0%的脫硫渣后降低了 4.4%。除了錳尾礦，其他四種添加劑具有一定的脫硝作用。相比而言，由表 2.5 中可以看出，對于 1#煤，加入 1.5錳尾礦后 NOX的含量明顯降低了，與低溫下正交實(shí)驗(yàn)相比，此次高溫條件下實(shí)中錳尾礦沒有表現(xiàn)出脫硝作用。可能的原因是，錳尾礦相比其他四種廢渣而言其中 MnO 的含量最大，在較高的溫度下，MnO 作為活性金屬催化劑對碳的氧作用要大于其脫硝作用，因此，在 NOX和 O2與 C(CO)的反應(yīng)競爭中，NOX的還反應(yīng)相對被抑制，其表現(xiàn)為無脫硝作用，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。根據(jù)表 2.8 中正交實(shí)驗(yàn)燃盡率的分析結(jié)果，可以做出正交實(shí)驗(yàn)趨勢圖，如圖 2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于堿金屬和過渡金屬修飾鐵礦石載氧體的煤催化燃燒[J]. 張思文,沈來宏,肖軍,顧海明,宋濤.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(10)
[2]高爐噴吹煤評價(jià)及配比優(yōu)化[J]. 王培平,陳旺生,韓軍,秦林波,付卓君,胡俊.  工業(yè)安全與環(huán)保. 2012(06)
[3]降低氣化用煤的灰熔點(diǎn)問題研究[J]. 馬寧.  科技信息. 2011(25)
[4]工業(yè)廢棄物對煤粉燃燒的催化研究[J]. 趙京,黃鎮(zhèn)宇,程軍,周俊虎,岑可法.  熱力發(fā)電. 2011(08)
[5]MMT對煤燃燒飛灰含碳量和NOx排放的影響[J]. 殷紅,李清毅,陳豐,邱坤贊.  能源工程. 2011(04)
[6]神華混煤與準(zhǔn)格爾煤摻燒及其煤灰熔融性研究[J]. 程穩(wěn)香,彰金寶.  煤質(zhì)技術(shù). 2009(05)
[7]冶金固體廢棄物資源化處理與綜合利用[J]. 劉軍.  中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2009(08)
[8]Fe2O3催化無煙煤燃燒燃點(diǎn)降低機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 公旭中,郭占成,王志.  化工學(xué)報(bào). 2009(07)
[9]湖南省燃煤特性及其對鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)整的要求[J]. 陳一平,朱光明,雷霖.  中國電力. 2008(04)
[10]用煤粉來再燃脫硝中金屬氧化物催化作用的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周俊虎,溫正城,王智化,楊衛(wèi)娟,劉建忠,岑可法.  高校化學(xué)工程學(xué)報(bào). 2008(01)

碩士論文
[1]水泥工業(yè)劣質(zhì)煤活化燃燒及機(jī)理研究[D]. 徐立.武漢理工大學(xué) 2008



本文編號：3537376