【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，能源與環(huán)境問(wèn)題日益凸現(xiàn)。我國(guó)以燃煤為主的能源格局在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)大的變化，而燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的NO_x，SO_2，Hg等污染物對(duì)我國(guó)大氣環(huán)境日益構(gòu)成嚴(yán)重危害。目前針對(duì)各污染物開(kāi)展逐一治理的做法不但浪費(fèi)投資，而且增加額外運(yùn)行費(fèi)用，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家成功經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)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(duì)目前我國(guó)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(diǎn)，同時(shí)考慮與SO_2，Hg，HCI，HF等污染物的同時(shí)脫除。在對(duì)煤粉再燃、SNCR等機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，提出了以污染物同時(shí)脫除、高效率、低投資、低運(yùn)行成本為目的的多種技術(shù)有機(jī)組合應(yīng)用新思路。國(guó)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(duì)爐內(nèi)控制結(jié)合臭氧尾部多脫技術(shù)在300MW機(jī)組進(jìn)行了初步方案設(shè)計(jì)，為我國(guó)污染物脫除領(lǐng)域提出了一條新的解決方案。針對(duì)擴(kuò)散、混合過(guò)程對(duì)于各污染物控制過(guò)程中的重要影響，本文利用并行計(jì)算的方法，結(jié)合詳細(xì)基元反應(yīng)對(duì)二維反應(yīng)射流進(jìn)行了直接數(shù)值模擬，其中H_2／N_2火焰主要與加州大學(xué)Berkley分校Cabra博士的試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證我們開(kāi)發(fā)的并行反應(yīng)射流程序的正確性，在此基礎(chǔ)上對(duì)污染物脫除過(guò)程中O_3氧化NO_x過(guò)程進(jìn)行了直接數(shù)值模擬，并對(duì)反應(yīng)射流中渦的結(jié)構(gòu)性狀、運(yùn)動(dòng)特性以及合并撕裂過(guò)程進(jìn)行了分析。 本文首先采用微觀分析的方法對(duì)神華煤燃燒過(guò)程中燃料型NO_x的析出動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)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?chē)植窟�原性氣氛加強(qiáng)，NO_x析出總量減少，試驗(yàn)中1200℃相對(duì)1100℃和1000℃析出總量最少。揮發(fā)份析出時(shí)刻的氧量氣氛對(duì)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(xué)當(dāng)量比SRV的概念對(duì)其進(jìn)行表征，傳統(tǒng)一次風(fēng)采取SRV=1.0～1.25的配風(fēng)比例顯然不利于低NO_x的控制，要有效抑制NO_x的生成，應(yīng)在滿足輸送條件的基礎(chǔ)上，至少控制SRV＜1.0。 在煤粉再燃機(jī)理研究過(guò)程中，采用管式爐微觀堆積燃燒過(guò)程與沉降爐懸浮燃燒相結(jié)合的手段，對(duì)煤粉再燃微觀機(jī)理、煤粉細(xì)度、再燃比例、溫度、氣氛等進(jìn)行了分析。微觀試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)煤粉再燃過(guò)程呈典型的三階段分布：1)．再燃煤粉早期NO_x生成過(guò)程，，2)．揮發(fā)份均相還原過(guò)程和3)．焦炭非均相還原過(guò)程。第一階段NO的生成與第三階段焦炭非均相還原過(guò)程與O_2關(guān)系不大，而揮發(fā)份的均相還原對(duì)于環(huán)境O_2非常敏感，并且對(duì)于NO_x脫除作用最大，試驗(yàn)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(yīng)小于5％(SRV＜0.8)。沉降爐中進(jìn)行的試驗(yàn)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(xué)當(dāng)量比在0.8～1.0，再燃過(guò)程中的氣氛控制比再燃比例更加重要，再燃區(qū)停留時(shí)間應(yīng)在0.4～0.6s為
【圖文】：

SNCR和臭氧氧化部分機(jī)理研究在多層石英管式栓塞流反應(yīng)器中進(jìn)NCR的半工業(yè)性試驗(yàn)研究主要在沉降爐中完成;臭氧的生存周期以反應(yīng)在U型管式反應(yīng)器中進(jìn)行。煙氣成分采用羅斯蒙特公司的NG儀，在線連續(xù)測(cè)量，測(cè)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(cè)量。本章主要對(duì)以上方法進(jìn)行詳細(xì)的論述。層石英管栓塞流反應(yīng)器石英管反應(yīng)器，采用單管結(jié)構(gòu)電爐加熱，在應(yīng)用當(dāng)中存在一系列問(wèn)均勻，溫度曲線呈典型梯形分布;其次，反應(yīng)器很難做到反應(yīng)氣體經(jīng)歷從低溫到高溫的動(dòng)態(tài)過(guò)程，這給動(dòng)力學(xué)研究帶來(lái)一系列困難。用雙管加熱來(lái)完成氣體的預(yù)熱[，44451，但兩管連接處溫度已有較大降，尤其對(duì)于均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究存在較大誤差。但在氣固兩相反到固體進(jìn)樣問(wèn)題，仍多采用單管結(jié)構(gòu)。

由于兩根預(yù)熱管路的疊加，流通面積突然減小，形成兩股反應(yīng)氣體在入口處的高速混合，盡可能避免了混合、預(yù)熱等因素對(duì)于反應(yīng)過(guò)程的影響。冷卻段采用空氣進(jìn)行冷卻。當(dāng)總流量控制在IU而n條件下時(shí)，反應(yīng)段停留時(shí)間為33.3廳秒，其中T為反應(yīng)溫度，單位K。2，ZU型管式反應(yīng)器在研究臭氧與NOxSl02艦g等污染物之間反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程時(shí)，由于有效反應(yīng)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(wèn)題，另外多層石英管栓塞流反應(yīng)器停留時(shí)間過(guò)短，造成臭氧生存周期測(cè)量的困難。這里設(shè)計(jì)了采用油浴加熱的U型管式反應(yīng)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(shí)驗(yàn)器材廠定制。U型管總長(zhǎng)約1.%m，內(nèi)徑10.srnln，沿程為非均勻布置，共有13個(gè)測(cè)試點(diǎn)�？偭髁烤S持IU而n時(shí)的停留時(shí)間分布如圖中所示，從最短0.125到最長(zhǎng)or.16s不等，具體見(jiàn)圖中標(biāo)注。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類(lèi)號(hào)】：X701

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2007年

本文編號(hào)：2637901