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超细煤粉分级燃烧NO_x还原机理的研究

樊俊杰  
【摘要】: 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭在一次能源结构中的主导地位,决定了电力生产中以煤电为主的格局。燃煤过程中释放出各种污染物,其中氮氧化物(NO_x)是造成环境污染的主要物质之一。在现有的脱氮技术中,燃料分级燃烧是最经济、最有效的方法之一。 以往的研究表明,煤粉分级燃烧中对NO_x的还原起主要作用的是均相还原机理。因此,本文中利用敏感性分析的方法建立了简化的超细煤粉分级燃烧NO_x还原化学动力学反应模型。利用Miller敏感性分析方法对全面基元反应模型中的46个自由基和240个均相基元反应进行分析。通过对整个基元反应模型进行敏感性分析,建立了简化的NO_x还原化学动力学反应模型,其包含了37种组分和79个化学基元反应。 在复杂的反应模型体系内,通过对模型中基元反应方程进行分析,可以把这些反应分为碳氢组分转化反应和含氮组分转化反应两大类。分别对其进行敏感性分析,发现了碳氢组分及含氮组分对NO发生还原的实质,得到了一些与NO生成和还原密切相关的基元反应。 分别利用热重分析仪和气相色谱仪研究了超细煤粉在还原性气氛下的挥发分热解特性及挥发分中碳氢组分的析出特性。通过分析得到再燃区中热解气氛、热解温度、煤粉粒径和煤种对煤粉热解特性的影响规律,发现了以超细煤粉作为再燃燃料时NO_x还原效果提高的根本原因。


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