天然氣高級(jí)再燃脫硝機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、NOx是煤的燃燒過(guò)程中形成的主要污染物之一，它嚴(yán)重影響環(huán)境、氣候和人類的健康，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，需要發(fā)展有效的脫硝技術(shù)來(lái)控制NOx排放。高級(jí)再燃技術(shù)是在再燃技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，可使NOx的減排達(dá)85％以上，因此相對(duì)于其它低NOx燃燒技術(shù)，高級(jí)再燃技術(shù)具有更加優(yōu)越的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 本文在總結(jié)前人關(guān)于再燃和高級(jí)再燃研究成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析等研究手段對(duì)高級(jí)再燃脫硝機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。 本文首先通過(guò)20k

2、W多功能低NOx燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)天然氣高級(jí)再燃特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，該實(shí)驗(yàn)主要考察主燃料類型、再燃區(qū)溫度T2，再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)SR2、氮化學(xué)當(dāng)量比（NSR=NH3/NOin）和催化劑Na2CO3的加入等因素對(duì)于高級(jí)再燃脫硝效率的影響。高級(jí)再燃實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明主燃料揮發(fā)分含量對(duì)高級(jí)再燃脫硝效率有影響：揮發(fā)分含量高的煙煤作為主燃料時(shí)脫硝效率最高，貧煤次之，無(wú)煙煤最低；NOx的脫除效率對(duì)再燃區(qū)溫度T2較敏感，只有在適當(dāng)溫度區(qū)間才能達(dá)到較高脫硝效率；再

3、燃區(qū)還原性氣氛的強(qiáng)弱直接影響高級(jí)再燃脫硝效率，在合理的再燃區(qū)氣氛下噴入NH3能促進(jìn)NOx減排。在最優(yōu)工況下（主燃料為神木煤，T2=1250℃，SR2=0.95，NSR=1.5，并使用催化劑），高級(jí)再燃脫硝效率可達(dá)到90％以上。然后，本文詳細(xì)介紹了為天然氣高級(jí)再燃還原NO化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析而建立的模型。模型包括模型的基本假設(shè)、控制方程、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理模型、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理分析方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的合理性。 最后

4、，本文通過(guò)所建模型對(duì)再燃區(qū)內(nèi)和高級(jí)再燃區(qū)內(nèi)影響脫硝效果的重要反應(yīng)進(jìn)行了敏感性分析，得出了對(duì)NO還原影響最重要的基元反應(yīng)。本文通過(guò)對(duì)再燃區(qū)和高級(jí)再燃區(qū)的生成率分析，研究了重要基元反應(yīng)、重要反應(yīng)物等對(duì)脫硝效率的影響，并通過(guò)歸一化的生成率系數(shù)描述了脫硝反應(yīng)的進(jìn)行過(guò)程，繪制了這兩個(gè)還原區(qū)內(nèi)NO的還原路徑，并比較了其相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，結(jié)果表明這兩個(gè)NO還原區(qū)內(nèi)的主導(dǎo)反應(yīng)發(fā)生了變化：再燃區(qū)內(nèi)以碳?xì)漕愡€原反應(yīng)為主導(dǎo)，而高級(jí)再燃區(qū)內(nèi)以氨基類還原反應(yīng)為主導(dǎo)