【摘要】：隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，能源與環(huán)境問題日益凸現(xiàn)。我國以燃煤為主的能源格局在相當長的一段時期內(nèi)不會出現(xiàn)大的變化，而燃煤過程中產(chǎn)生的NO_x，SO_2，Hg等污染物對我國大氣環(huán)境日益構(gòu)成嚴重危害。目前針對各污染物開展逐一治理的做法不但浪費投資，而且增加額外運行費用，借鑒發(fā)達國家成功經(jīng)驗，開展燃煤多種污染物一體化協(xié)同脫除的研究具有重要意義。 針對目前我國脫硫正大量采用成熟濕法煙氣脫硫WFGD技術(shù)，本文的研究主要以NO_x控制為側(cè)重點，同時考慮與SO_2，Hg，HCI，HF等污染物的同時脫除。在對煤粉再燃、SNCR等機理研究的基礎上，結(jié)合我國國情，提出了以污染物同時脫除、高效率、低投資、低運行成本為目的的多種技術(shù)有機組合應用新思路。國內(nèi)首次提出了利用臭氧氧化結(jié)合堿液吸收的多種污染物一塔多脫新技術(shù)，并對爐內(nèi)控制結(jié)合臭氧尾部多脫技術(shù)在300MW機組進行了初步方案設計，為我國污染物脫除領域提出了一條新的解決方案。針對擴散、混合過程對于各污染物控制過程中的重要影響，本文利用并行計算的方法，結(jié)合詳細基元反應對二維反應射流進行了直接數(shù)值模擬，其中H_2／N_2火焰主要與加州大學Berkley分校Cabra博士的試驗進行對比，以驗證我們開發(fā)的并行反應射流程序的正確性，在此基礎上對污染物脫除過程中O_3氧化NO_x過程進行了直接數(shù)值模擬，并對反應射流中渦的結(jié)構(gòu)性狀、運動特性以及合并撕裂過程進行了分析。 本文首先采用微觀分析的方法對神華煤燃燒過程中燃料型NO_x的析出動態(tài)過程進行了跟蹤分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)揮發(fā)份NO_x是燃料型NO_x的主要生成形式，占66.17～74.87％，高溫條件下?lián)]發(fā)份析出速率快，煤粉顆粒周圍局部還原性氣氛加強，NO_x析出總量減少，試驗中1200℃相對1100℃和1000℃析出總量最少。揮發(fā)份析出時刻的氧量氣氛對于揮發(fā)份NO_x的生成具有重要影響，本文首次引入揮發(fā)份化學當量比SRV的概念對其進行表征，傳統(tǒng)一次風采取SRV=1.0～1.25的配風比例顯然不利于低NO_x的控制，要有效抑制NO_x的生成，應在滿足輸送條件的基礎上，至少控制SRV＜1.0。 在煤粉再燃機理研究過程中，采用管式爐微觀堆積燃燒過程與沉降爐懸浮燃燒相結(jié)合的手段，對煤粉再燃微觀機理、煤粉細度、再燃比例、溫度、氣氛等進行了分析。微觀試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)煤粉再燃過程呈典型的三階段分布：1)．再燃煤粉早期NO_x生成過程，，2)．揮發(fā)份均相還原過程和3)．焦炭非均相還原過程。第一階段NO的生成與第三階段焦炭非均相還原過程與O_2關(guān)系不大，而揮發(fā)份的均相還原對于環(huán)境O_2非常敏感，并且對于NO_x脫除作用最大，試驗發(fā)現(xiàn)O_2量8％(SRV=1.27)是NO還原有效與否的分界線，要取得有效的脫硝效果O_2至少應小于5％(SRV＜0.8)。沉降爐中進行的試驗結(jié)果表明：最佳再燃比例為20～25％，最佳再燃溫度為1300℃，最佳再燃區(qū)化學當量比在0.8～1.0，再燃過程中的氣氛控制比再燃比例更加重要，再燃區(qū)停留時間應在0.4～0.6s為
【圖文】：

SNCR和臭氧氧化部分機理研究在多層石英管式栓塞流反應器中進NCR的半工業(yè)性試驗研究主要在沉降爐中完成;臭氧的生存周期以反應在U型管式反應器中進行。煙氣成分采用羅斯蒙特公司的NG儀，在線連續(xù)測量，測量數(shù)據(jù)由電腦按2一105/次的速率采樣記錄;INUsA公司的NI20OO型高精度臭氧分析儀測量。本章主要對以上方法進行詳細的論述。層石英管栓塞流反應器石英管反應器，采用單管結(jié)構(gòu)電爐加熱，在應用當中存在一系列問均勻，溫度曲線呈典型梯形分布;其次，反應器很難做到反應氣體經(jīng)歷從低溫到高溫的動態(tài)過程，這給動力學研究帶來一系列困難。用雙管加熱來完成氣體的預熱[，44451，但兩管連接處溫度已有較大降，尤其對于均相反應動力學的研究存在較大誤差。但在氣固兩相反到固體進樣問題，仍多采用單管結(jié)構(gòu)。

由于兩根預熱管路的疊加，流通面積突然減小，形成兩股反應氣體在入口處的高速混合，盡可能避免了混合、預熱等因素對于反應過程的影響。冷卻段采用空氣進行冷卻。當總流量控制在IU而n條件下時，反應段停留時間為33.3廳秒，其中T為反應溫度，單位K。2，ZU型管式反應器在研究臭氧與NOxSl02艦g等污染物之間反應動力學過程時，由于有效反應溫度<300℃，采用電爐加熱往往存在低溫條件下電爐控溫能力下降的問題，另外多層石英管栓塞流反應器停留時間過短，造成臭氧生存周期測量的困難。這里設計了采用油浴加熱的U型管式反應器，結(jié)構(gòu)如圖2一2所示。油浴鍋的有效容積l.Om*0.巧m*0.巧m，采用甲基硅油作為加熱介質(zhì)，最高溫度300℃，控溫精度士.05℃，由江蘇金壇富華實驗器材廠定制。U型管總長約1.%m，內(nèi)徑10.srnln，沿程為非均勻布置，共有13個測試點�？偭髁烤S持IU而n時的停留時間分布如圖中所示，從最短0.125到最長or.16s不等，具體見圖中標注。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：X701

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 張先中;廢輪胎膠粉再燃脫硝性能的研究[D];東華大學;2007年

本文編號：2637901