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《重庆大学》 2010年
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气氛对煤燃烧和SO_2/NO_x迁移的机理及动力学特性影响的研究

周家平  
【摘要】:燃烧环境氛围对于燃料燃烧过程以及燃烧污染物的迁移特性有重要的影响。通过实验研究和理论分析,探索燃烧环境氛围对于燃烧机理和动力学特性的影响,揭示污染物迁移的机理,重点研究环境氛围对燃烧特性和污染物排放特性的影响规律,获得关键的影响因素和主要的燃烧特征参数。研究内容具有重要的学术意义和工业应用价值。 首先,针对煤和煤矸石,采用热分析法,实验研究了3种煤在O_2/N_2和O_2/CO_2环境气氛的燃烧特性,探索环境氛围对燃料燃烧机理和燃烧特性的影响规律,并进行了动力学分析,获得了主要的燃烧特征参数。研究结果表明:1)O_2/N_2和O_2/CO_2环境气氛下,富氧气氛可显著改善煤的燃烧特性,并且氧浓度对煤燃烧特性的影响程度随着煤种固定碳含量的增加而增大。随着氧浓度增加,煤粉燃烧TG和DTG曲线均向低温区发生移动,煤粉的燃烧特性得到改善。氧浓度对煤焦燃烧的影响更显著。2)O_2/CO_2和O_2/N_2环境气氛相比,CO_2对煤燃烧性能有重要影响。相同氧浓度下,由于CO_2的比热较大,且CO_2影响燃烧生成的CO_2产物的扩散,导致煤的着火和燃尽温度升高,CO_2的存在改变了煤焦的燃烧特性,尤其是高的CO_2浓度对燃烧的影响更大。3)实验范围内,氧浓度增加对改善燃烧非常有利。随着氧浓度的增加,燃料的平均表观活化能均有所增加,频率因子增加的作用更显著,因此燃烧反应速率显著增加。4)气氛、粒径和升温速率均对煤粉动力学特性有较大影响。燃料的表观活化能和频率因子之间存在动力学补偿效应,即lnA=mE+n。 其次,针对干法脱硫过程,研究含氯添加剂产生的环境氛围对石灰石干法脱硫的影响。通过实验研究和理论分析,以NaCl、KCl、MgCl_2、CaCl_2、K_2CO_3为添加剂,探索含氯添加剂形成的环境氛围对石灰石固硫效率影响,并对固硫过程进行吉布斯自由能分析,获得含氯添加剂的固硫机理和反应动力学。研究结果表明:1)以含氯无机盐作为石灰石干法脱硫的添加剂,能够提高石灰石的脱硫效率,且添加剂对煤矸石硫分析出的影响比煤更大。实验范围内,添加含氯无机盐,对石灰石脱硫效率的促进作用由大到小依次为:NaCl、MgCl_2、KCl、CaCl_2。2)添加剂对形态硫的析出和迁移有明显的影响,燃料析出的SO_2浓度和总量均有下降。煤矸石硫分析出受到的影响较大。3)采用吉布斯自由能理论分析方法,揭示了含氯添加剂的石灰石干法脱硫的反应机理。吉布斯自由能计算结果表明,含氯添加剂提高石灰石脱硫效率的机理是添加剂本身能够发生固硫反应,并进一步通过氯化反应,促进CaO的固硫反应。实验结果与理论分析结果基本一致,并且获得了含氯添加剂对石灰石固硫反应特性的影响规律。 最后,采用理论分析与模拟结合的方法,重点研究燃烧环境气氛对NO_x迁移的影响,探索燃煤过程中NO_x产生机理,获得NO_x的迁移特性。比较分析燃料特性、气固两相流动、温度场等因素对NO_x迁移和产生的影响规律。研究结果表明:1)对于流化床反应器的燃烧环境氛围,NO和N_2O的生成量随过量空气系数的增加而明显增加。NO和N_2O的生成和一二次风比有较大关系,NO_x的生成量随一二次风比的增大而增大。2)燃料在燃烧过程中, NO和N_2O的产生量不仅与燃料本身的含氮量有关,而且与燃料的O/N和H/N这两个比值也有直接关系。O/N和H/N这两个比值会影响NO_x的生成,而且NO_x的量随这两个比值的增加而增加。3)惰性颗粒床料量对NO和N_2O的迁移有较大的影响。惰性颗粒床料量直接影响流化床反应器的温度分布,对NO和N2O的迁移和生成量产生较大的影响。减少床料量,可以减少NO和N_2O的排放。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ534.9

【引证文献】
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1 侯世锋;旁通式循环流化床脱硫塔两相流动及烟气脱硫特性的数值模拟[D];重庆大学;2011年
【参考文献】
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1 殷立宝,张月,李加护;循环流化床锅炉氮氧化物生成与控制分析[J];电力情报;2001年03期
2 毛玉如,方梦祥,王勤辉,吴学成,骆仲泱,倪明江,岑可法;O_2/CO_2气氛下循环流化床煤燃烧污染物排放的试验研究[J];动力工程;2004年03期
3 骆仲泱,何宏舟,王勤辉,岑可法;循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J];动力工程;2004年06期
4 周俊虎,平传娟,杨卫娟,刘建忠,程军,岑可法;混煤燃烧反应动力学参数的热重研究[J];动力工程;2005年02期
5 牛胜利;路春美;赵建立;郭鲁阳;刘志超;;O_2/CO_2气氛下煤粉的燃烧规律与动力学特性[J];动力工程;2008年05期
6 王学栋;辛洪昌;栾涛;程林;;330MW机组锅炉燃烧调整对NO_x排放浓度影响的试验研究[J];电站系统工程;2007年03期
7 周家平;唐强;张力;侯世锋;;流化床反应器内NO和N_2O生成的影响因素分析[J];重庆大学学报;2009年09期
8 徐旭常,肖海涛,项光明,赵旭东;适合我国国情的火力发电用烟气脱硫技术[J];工程建设与设计;2004年08期
9 庞亚军,施学贵,徐旭常;掺加粉煤灰提高含钙脱硫剂的烟气脱硫率的实验研究[J];工程热物理学报;1992年04期
10 陈亚非,高翔,骆仲泱,李绚天,周劲松,倪明江,岑可法;金属氧化物对Ca(OH)_2脱硫影响的研究[J];工程热物理学报;1997年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李光;火电厂SO_2排放污染损失估算与排污交易的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
2 王蓉;对煤粉燃烧与热解的试验研究[D];浙江大学;2005年
3 牛奔;煤矸石热解和燃烧动力学特性及与煤层气循环流化床混烧试验研究[D];重庆大学;2005年
4 潘亮;富氧燃烧火焰特性及热工特性试验研究[D];吉林大学;2007年
5 徐晓英;燃气锅炉富氧燃烧及NO_x排放特性的数值模拟[D];吉林大学;2007年
6 马晓燕;添加剂对电石渣燃煤固硫促进作用的研究[D];黑龙江大学;2007年
7 王卫平;膜法富氧局部助燃技术在四角切圆煤粉锅炉上的工程应用研究[D];中南大学;2007年
8 王波;型煤固硫剂的研究与开发[D];太原理工大学;2007年
9 郭风;煤粉富氧燃烧和新型富氧燃烧器直接点火技术及数值研究[D];浙江大学;2007年
【共引文献】
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1 官长平;严朝晖;;酸浸法提取煤矸石中Al_2O_3优化条件的研究[J];四川有色金属;2011年04期
2 李先春,韩仁志;燃煤电厂烟气脱硫技术的应用与展望[J];鞍钢技术;2004年06期
3 刘小群,江宏富,姚文锐;硫化氢脱除技术研究进展[J];安徽化工;2004年05期
4 徐建平,蔡昌凤;煤炭燃前脱硫技术评价体系[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年03期
5 谢正鹏;毛宗柱;余琛;祝文龙;路高山;陶军华;;高效固硫助燃剂制备及性能的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
6 陈志刚;黄晶;依成武;徐志平;王延民;;钙基脱硫剂微观结构特性对烟气脱硫的影响研究[J];安徽农业科学;2007年35期
7 张成梁;杜永吉;李美生;吕皎;袁良红;;自燃煤矸石山热能资源及利用[J];安徽农业科学;2008年06期
8 钟仙芳;刘春波;陈永宽;王亚明;缪明明;刘志华;;烟叶的燃烧特性研究[J];安徽农业科学;2012年18期
9 王小月,张书贵;芜湖市降水化学成分特征及变化趋势的初步研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2000年03期
10 刘守英;;富氧燃烧技术在节能减排中的应用[J];现代农业科技;2011年24期
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1 李士琦;侯明山;刘超;董洪波;孙灵芝;;非碳冶金实验探索[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年
2 朱复东;;滤泡法火电机组烟气脱硫脱硝一体化技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 毛永杨;邹平;孙珮石;王洁;毕晓伊;王海玉;;外加碳源对生物膜填料塔烟气脱氮效率的影响研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 侯娜;王随林;;燃煤锅炉烟气湿法脱硫与硫资源回收技术分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
5 王亚琴;韩跃新;李艳军;李淑菲;张剑廷;;红土镍矿深度还原—磁选试验研究[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
6 范文武;;劣质煤混烧热解特性实验研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
7 陈红;邱亚林;李明亮;沈永庆;;300MW机组锅炉燃烧调整对NOx排放浓度影响的试验研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
8 张宏宇;葛巍巍;唐朝纲;李世友;;昆明地区16种阔叶树种叶的热重分析[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
9 李华;;烟气脱硫脱氮技术的研究进展[A];微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C];2008年
10 李华;陈万仁;;微生物法烟气脱硫技术及混合菌群法与液相催化法联合脱除烟气中二氧化硫的构想[A];微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C];2008年
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1 陈攀;水分对构造煤瓦斯解吸规律影响的实验研究[D];河南理工大学;2010年
2 谷小虎;义马煤气化反应性研究[D];河南理工大学;2010年
3 马爱玲;生物质与煤混合燃烧特性的研究[D];河南理工大学;2010年
4 王灿;热处理强化煤粉磁选脱硫降灰效果的研究[D];河南理工大学;2010年
5 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
6 宋涛;SCR烟气脱氮催化剂及技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 张娓娓;焦炭生产过程质量模型建模方法研究[D];郑州大学;2010年
8 张庆富;控释肥硫膜对土壤酸碱平衡和氧化还原平衡体系及作物生长的影响[D];山东农业大学;2010年
9 冯叶;火力发电企业环境成本研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 张祥雨;温度影响下煤矸石内铁离子迁移的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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1 崔亚兵,陈晓平;燃煤电厂烟气脱硫技术的模糊综合评价[J];动力工程;2005年01期
2 何大阔,王福利,李振中;循环流化床烟气脱硫效率的研究[J];动力工程;2005年04期
3 王爱军,祁海鹰,由长福,吕屏,徐旭常;蒸汽活化提高脱硫剂钙利用率的实验研究[J];工程热物理学报;2000年06期
4 柳目;脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响[J];锅炉制造;2004年01期
5 谭忠超,项光明,陈昌和,徐旭常,宋素敏;循环流化床排烟脱硫系统中浆滴蒸发[J];清华大学学报(自然科学版);2000年04期
6 袁竹林;流化床中颗粒流化运动的直接数值模拟[J];燃烧科学与技术;2001年02期
7 樊保国,项光明,祁海鹰,陈昌和,徐旭常;常温循环流化床烟气脱硫影响脱硫效率的参数及机理[J];燃烧科学与技术;2001年03期
8 王世昌,徐旭常,姚强;水蒸气对CaO颗粒脱硫反应转化率的影响[J];燃烧科学与技术;2005年01期
9 胡金榜,李艳平,李进龙,陈安新;循环流化床脱硫器文丘里式入口对流动特性的影响[J];天津大学学报;2005年03期
10 颜岩,彭晓峰,王补宣;循环流化床内烟气脱硫模拟分析[J];中国电机工程学报;2003年11期
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1 黄建军;烟气循环流化床脱硫脱氮技术实验研究[D];华北电力大学(河北);2003年
2 李进龙;循环流化床脱硫器进气装置对速度场影响实验与数值分析[D];天津大学;2004年
3 赵凯;循环流化床脱硫器气固流动特性实验研究与模拟计算[D];天津大学;2006年
【二级参考文献】
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1 冷发光;煤矸石综合利用的研究与应用现状[J];四川建筑科学研究;2000年02期
2 王桂轮,周文来,李建伟,李成岳;T306脱硫剂脱除H_2S的反应动力学[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年02期
3 石家良;;富氧燃烧节能新技术在玻璃池炉上的应用[J];北京节能;1991年03期
4 杜铭华,俞珠峰;发展洁净煤技术 缓减石油供需矛盾[J];节能与环保;2001年01期
5 沈光林,牛正东,陈勇,聂通元,檀革江,肖若平,杨来琴;研究局部增氧助燃技术及应用[J];节能与环保;2002年07期
6 岳光溪;循环流化床技术发展与应用(下)[J];节能与环保;2004年01期
7 刘庆才,陈淑荣;富氧燃烧的主要环境影响因素概述[J];节能与环保;2004年05期
8 刘毅,李光界,孙鹤,张国荣;富氧助燃技术及其应用[J];节能与环保;2005年02期
9 顾念祖,张子馨;工业锅炉烟气脱硫的迫切性及控制对策[J];北京节能;1999年04期
10 孙金栋,朱养华;火电厂脱硫技术应用现状及发展[J];北京建筑工程学院学报;2002年01期
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1 宋玉彩;链条炉高温固硫剂的研制及产业化应用[D];浙江大学;2002年
2 叶勇军;冷凝式燃气锅炉的节能与环保特性研究[D];南华大学;2005年
3 张黎立;富氧助燃对天然气/汽油双燃料发动机动力性能与排放性能影响实验研究[D];重庆大学;2006年
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4 黄震,卢平,冯斌,李大骥;钙基脱硫剂的制备及其对烟气脱硫效率的影响[J];锅炉技术;2004年01期
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7 吕海燕;吴新民;王新强;屈撑屯;张宁生;;微量甲醇对MDEA溶液发泡性能及脱硫效率的影响[J];天然气化工(C1化学与化工);2006年03期
8 王轶;李瑜;韩冰;黎在时;;NID在瑞典HNDEL垃圾焚烧发电厂的应用[J];中国环保产业;2006年06期
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2 葛介龙;王新龙;;NID工艺在国内的应用与研究[A];第九届全国电除尘、第一届脱硫学术会议论文集[C];2001年
3 翟尚鹏;辛昌霞;刘静;傅月梅;;活性焦烟气脱硫技术的发展与应用[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
4 罗暾;;烟气循环流化床脱硫技术的试验研究[A];中国环境保护优秀论文精选[C];2006年
5 穆璐莹;沈玉祥;吴刚;吴善淦;开晓胜;;干法脱硫除尘一体化技术研究[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
6 吴静;张少峰;关雪涛;;喷动床半干法烟气脱硫实验研究[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
7 刘现卓;;蒸汽水合生石灰的脱硫实验研究[A];山东电机工程学会发电单位会员“节水与环境保护”交流论文集[C];2002年
8 董冰岩;吴彦;;脉冲流光放电反应器电极配置对脱硫效率的影响[A];中国物理学会静电专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
9 李雄;陈伟刚;毛健雄;;循环流化床锅炉控制污染物排放的能力[A];以石油焦/煤为燃料的大型CFB锅炉优化与环保技术研讨会论文集[C];2005年
10 戴永阳;蒋春跃;何建华;吴钢灿;刘斌;;文丘里吸收塔(石灰石/石膏湿法)烟气脱硫技术介绍[A];第十届全国电除尘、第二届脱硫学术会议论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员孔繁锋 记者李仁堂;章村矿电厂:脱硫效率超99%[N];中国煤炭报;2011年
2 中国金属学会 王维兴;烧结全脱硫的技术选择(上)[N];中国冶金报;2011年
3 本报记者 徐俊华 周迎久;老企业如何解决新问题?[N];中国环境报;2011年
4 记者 王晴 通讯员 蔡军;污染大户变成清洁工厂[N];湖南日报;2008年
5 本报记者 孙舒婷;龙城污染减排工程强势推进[N];太原日报;2010年
6 记者 杨海霞;让鞍山人呼吸到更加清新的空气[N];鞍山日报 ;2011年
7 记者 张剑雯;我省采取措施力推污染减排[N];山西经济日报;2009年
8 张秀芬;中电投东北公司安全生产局面持续稳定[N];东北电力报;2009年
9 ;烟气脱硫脱硝技术介绍(二)[N];中国环境报;2005年
10 曾天舒 郑京禾;九江石化实施煤锅炉脱硫改造[N];中国石化报;2009年
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1 周家平;气氛对煤燃烧和SO_2/NO_x迁移的机理及动力学特性影响的研究[D];重庆大学;2010年
2 田立江;双循环多级水幕反应器脱硫性能研究[D];中国矿业大学;2010年
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4 周志华;海水脱硫中吸收塔脱硫效率的研究[D];天津大学;2005年
5 王乃华;新型半干法烟气脱硫的实验及机理研究[D];浙江大学;2002年
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1 朱贤;过氧化氢水溶液强化吸收SO_2/NO_X及其反应动力学的实验研究[D];上海交通大学;2010年
2 费洪佳;高温煤气中硫化氢的脱除研究[D];宁波大学;2012年
3 秦晓娜;基于T-S模糊神经网络的CFB-FGD过程脱硫效率的预报研究[D];东北大学;2009年
4 张学景;降膜法脱硫气液传质理论与实验研究[D];北京建筑工程学院;2012年
5 戴芬;脱H_2S菌株的筛选及降解特性的研究[D];西北大学;2012年
6 马苗云;燃煤电厂湿法烟气脱硫系统优化控制的仿真运行研究[D];华北电力大学;2012年
7 谢淼;城市污泥加钙制备脱硫吸附剂的研究[D];华中科技大学;2011年
8 邓永强;喷淋塔中喷嘴流体特性及脱硫特性试验研究[D];武汉大学;2005年
9 金玲荣;燃煤锅炉灰水喷雾脱硫特性的数值研究[D];东华大学;2006年
10 杨静;静电场中射流破裂荷电液滴脱硫机理与实验研究[D];武汉科技大学;2008年
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