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SNCR反应机理及混合特性研究
中文名称: SNCR反应机理及混合特性研究
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论文编号: 3122397收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Study on Reaction Mechanism and Mixing Characteristics of SNCR Technique
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 工程热物理
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 选择性非催化还原 氮氧化物 氮还原剂 喷射系统 氮氧化物排放 煤粉燃烧 计算流体力学
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:氮氧化物NOx是燃煤电厂烟气排放三大污染物(SO<,2>,NOx及总悬浮颗粒物TSP)之一。随着国家和地方环保政策日趋严格,燃烧后NOx控制技术势在必行。从国外的发展经验来看,SNCR脱硝技术成本低,改造方便,无二次污染,适宜协同应用其它的低NOx技术,因此特别适宜发展中国家使用。在我国,氮氧化物控制的环保政策和研究技术起步相对较晚,走一条节约型、适度控制的环保道路是符合中国国情。 本文作者认为,煤粉燃烧过程中NOx的还原的三种主要的途径最终都是通过。NOx和NH3、HCN等氮还原物一系列复杂的相互作用,生成无害的N<,2>,实现NOx的最终转化。本文首先从高温NH<,3>非催化还原的动力学机理实验研究出发,针对不同的气氛(O<,2>、CO、SO<,2>)下,NH<,3>/NO反应的动力学进行了深入研究。研究了不同的氨氮比、停留时间对脱硝率、温度特性和氨排放浓度的影响; 结合机理实验,从动力学机理反应的角度,选取了5个具有代表性的反应机理模型,对高温NH<,3>非催化还原NO的动力学机理实验进行化学动力学模拟计算。机理实验和模型计算结果都指出,在超低氧量的情况下,脱硝反应的效果好。空气分级和燃料分级技术能够为SNCR的反应营造微贫燃或者微富燃的条件,因此将会达到更好的脱硝效果,与分级燃烧技术结合是SNCR技术一个理想的发展方向。 利用敏感性分析方法,对复杂的详细基元反应动力学模型的主要核心反应进行分析,简化出一个14步机理模型。简化模型能很好的预测机理实验的结果,而且与详细模型的模拟结果也吻合得很好,适宜结合计算流体力学的程序,对实际锅炉SNCR技术进行模拟研究。 SNCR技术在中国尚未工业应用,对适合国情的氮还原剂和添加剂的选择变得很有意义。本文试验了不同的氮还原剂,得出氨水、尿素溶液和碳酸氢铵溶液高温喷射SNCR反应特性规律,对它们的经济性和实用性作了一个对比,为实际工业应用选用氮还原剂提供了一个基础研究。实验也发现钠盐添加剂可以扩大SNCR反应的温度窗口和降低N<,2>O排放浓度。本文还将氮还原剂添加到烟煤中进行再燃脱硝的机理实验研究。实验结果对研究燃料含氮量对再燃脱硝效果的影响和开发再燃燃料脱硝添加剂有重要的指导意义。 本文的半工业氨水、尿素溶液喷射SNCR脱硝试验,最高脱硝率可达80%,为SNCR技术的工业应用奠定了基础。试验发现不同形式的雾化喷嘴,对脱硝效果有很大的影响。因此针对SNCR溶液喷射混合问题,设计开发出一种新型的扇形气力雾化喷嘴,其雾化特性(液滴粒径大小、喷雾分布形状和喷雾角),以及喷雾的射程皆非常符合SNCR还原剂溶液雾化喷射的要求,能有效实现氮还原剂 溶液的分散混合。文章还对燃煤锅炉SNCR脱硝技术应用后的飞灰进行铵浓度测量。 本文作者认为,混合因素是制约大型锅炉SNCR技术脱硝效果的关键因素。本文采用热平衡方法,在一台1:10的410T/H水煤浆电站锅炉模化试验台上进行了射流混合的模化实验。混合实验的参数包括喷射速度、流量、喷嘴的数目和布置方式等。通过引入最大脱硝率的概念,有效的定量分析不同的混合参数对混合和最大脱硝率的影响。
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