【導(dǎo)讀】密級(jí)：單位代碼：10422. 專業(yè)熱能與動(dòng)力工程。山東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績?cè)u(píng)定表

　　

【正文】 不斷出現(xiàn)，如碳酸氫銨 、 醋酸銨、氯化銨等。不同的氨劑的詳細(xì)還原反應(yīng)機(jī)理不 同，但其熱解產(chǎn)生的氨基有共同的基本反應(yīng)特性。 4 先進(jìn)再燃脫硝過程機(jī)理模擬 17 4 再燃與 SNCR 脫硝優(yōu)化試驗(yàn)研究 引言 在典型再燃過程中，常選用超細(xì)煤粉、天然氣等作為再燃燃料，其占鍋爐總輸入熱的 10%~25%，可獲得 25%~65%的脫硝效率。再燃脫硝工藝具有脫硝成本較低、脫硝效率較高的優(yōu)勢(shì)，以超細(xì)煤粉和天然氣為燃料的再燃脫硝技術(shù)已在國外得到工業(yè)應(yīng)用。在我國，火電裝機(jī)容量占裝機(jī)總?cè)萘?75%左右，火電比例占 80%以上，再燃技術(shù)可以成為我國可選的脫硝技術(shù)之一。而我國眾多燃煤電站鍋爐燃用劣質(zhì)煤，并且工業(yè)用天然氣資源相對(duì)貧乏，從而決定 了部分電廠（如燃用貧煤、無煙煤）在采用超細(xì)煤粉、天然氣再燃脫硝技術(shù)時(shí)受到限制。 再燃技術(shù)的優(yōu)越性吸引研究者不斷拓展再燃燃料，不斷優(yōu)化技術(shù)參數(shù)，深入探究脫硝過程機(jī)理，從而使再燃技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用。在我國，超細(xì)煤粉再燃已展開系統(tǒng)研究，但依然存在著諸多亟待解決的問題，如超細(xì)煤粉的制備、分離和輸送，再燃過程中的異相和均相還原特性的改善等。同時(shí)，開發(fā)新型再燃燃料，如液化石油氣，生物質(zhì)（氣）等，以及再燃添加劑改善再燃脫硝特性也成為完善再燃脫硝技術(shù)的新方向。第三章已在前人研究的基礎(chǔ)上，采用基元反應(yīng)機(jī)理模擬分析了再燃反 應(yīng)機(jī)理和添加劑的作用機(jī)理，可用于指導(dǎo)、分析試驗(yàn)研究。由于很多基元反應(yīng)機(jī)理借鑒于不同條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有待于進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。 選擇性非催化還原（ Selective NonCatalytic Reduction）技術(shù)是一項(xiàng)商業(yè)化應(yīng)用的脫硝技術(shù)，可以達(dá)到 40%~70%的脫硝效率。電站鍋爐脫硝過程中，一般采用氨水和尿素的最適反應(yīng)溫度為 1250 K 左右，有效的溫度區(qū)間為 1173 K~1373 K，稱之為溫度窗口（ temperature window）。由于氨水和尿素在較低反應(yīng)溫度時(shí)容易造成氨逃逸，不少研究者開始研發(fā)新 的氨劑如碳酸氫銨、醋酸銨、氯化銨等 [92, 169, 170]。而國外學(xué)者近期研究添加劑（助劑）改善 SNCR 反應(yīng)特性和消除二次污染，并取得了較為理想的效果。實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究表明 N2O 主要和反應(yīng)溫度有關(guān)，而 NH3 的逃逸主要和混合過程和反應(yīng)溫度相關(guān)。因此，研發(fā)新型氨劑是一個(gè)重要方面，而改善反應(yīng)特性和優(yōu)化混合過程顯的更為重要。 目前， SNCR 中主要為氨的不良混合導(dǎo)致利用率不高，為了保證 NOx 還原山東大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 率必須使用過量氨，因而易形成氨逃逸，造成下游設(shè)備堵塞和腐蝕，形成新的環(huán)境污染。反應(yīng)過程中形成溫室氣體 N2O，實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究 表明尿素比氨產(chǎn)生更多的 N2O。另外，運(yùn)行控制不當(dāng)，采用尿素作還原劑可造成較多的 CO 排放。 本章旨在通過試驗(yàn)研究液化石油氣（ LPG）、天然氣（ NG）、壓縮天然氣（ CNG）、各類生物質(zhì)的基本脫硝特性，基本工況參數(shù)對(duì)脫硝效率的影響，添加劑對(duì)再燃脫硝特性的影響， SO2 對(duì)再燃脫硝過程的影響。采用氨水、尿素溶液和氨氣作為還原劑，研究了基本反應(yīng)參數(shù)對(duì) SNCR 的脫硝效率的影響、添加劑對(duì) SNCR 脫硝的影響，以及 SO2 對(duì) SNCR 脫硝過程的影響。上述研究為再燃和 SNCR 脫硝工藝的應(yīng)用和完善提供參考，同時(shí)為先進(jìn)再燃脫硝研究提供基礎(chǔ) 。 試驗(yàn)系統(tǒng)與試驗(yàn)方法 試驗(yàn)系統(tǒng) （ 1）鍋爐燃燒模擬裝置 主要試驗(yàn)研究采用鍋爐燃燒模擬裝置，如圖 41 所示。由氣體燃燒器、主燃室、橫段（ 34）輔熱燃燒區(qū)、豎段（ 69）輔熱燃燒區(qū)、沉灰箱、尾部煙氣冷卻 /輔熱區(qū)和 SCR 反應(yīng)塔。裝置沿程布有 10 余個(gè)開孔用于取樣、測溫或噴入試劑 /燃料。可采用液化石油氣、天然氣作為主燃燃料，采用氣體再燃燃料可在 4或 5噴入進(jìn)行再燃試驗(yàn)，亦可采用固體燃料在 5測孔處投入進(jìn)行再燃試驗(yàn)。 .。。。。 。。。。 5 全文總結(jié) 與建議 19 5 全文總結(jié)與建議 本文利用理論分析、試驗(yàn)研究、反應(yīng) 動(dòng)力學(xué) 模擬等方法對(duì)氣體、生物質(zhì)先進(jìn)再燃過程進(jìn)行系統(tǒng)性研究 ， 為進(jìn)一步優(yōu)化和完善先進(jìn)再燃脫硝技術(shù)提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。 論文主要結(jié)論 本文針對(duì)先進(jìn)再燃過程 中 NOx 還原 機(jī)理和特性 展開研究。通過機(jī)理模擬，研究了添加劑對(duì)再燃、 SNCR 脫硝特性的影響及其作用機(jī)理，試驗(yàn)研究了不同氣體和生物質(zhì)再燃脫硝特性、添加劑對(duì) SNCR 脫硝的影響，以及不同氣體、生物質(zhì)先進(jìn)再燃脫硝特性，建立了先進(jìn)再燃脫硝反應(yīng)詳細(xì)機(jī)理模型， 將機(jī)理模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了先進(jìn)再燃數(shù)值模擬優(yōu)化方向。主要結(jié)論如下： 未來研究建議 目前，國外學(xué)者對(duì)先進(jìn)再燃脫硝機(jī)理和技術(shù)研究相對(duì)深入，國內(nèi)眾多專家學(xué)者已認(rèn)識(shí)到先進(jìn)再燃脫硝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并已展開深入研究，由于先進(jìn)再燃脫硝過程耦合了再燃、 SNCR 以及添加劑等反應(yīng)機(jī)理，影響因素眾多，許多問題尚待解決。由于時(shí)間、人力、物力以及試驗(yàn)條件的限制，本文僅在有限條件下對(duì)先進(jìn)再燃脫硝的相關(guān)問題進(jìn)行了研究，還有很多問題需要進(jìn)一步探索。 （ 1）固體再燃過程中焦炭異相還原機(jī)理，添加劑對(duì)焦炭異相還原反應(yīng)的催 化作用，以及氨劑參與下的協(xié)同還原機(jī)理值得深入研究。 （ 2）再燃富燃料氣氛下， C/H/O/N 物種間的反應(yīng)機(jī)理值得進(jìn)一步研究完善，再燃反應(yīng)模型、先進(jìn)再燃全面反應(yīng)模型都值得進(jìn)一步優(yōu)化篩選。 山東大學(xué) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 參考文獻(xiàn) [1] 閻維平．潔凈煤發(fā)電技術(shù) [M]．北京：中國電力出版社， 2021， 12． [2] 韓才元，徐明厚，周懷春等．煤粉燃燒 [M]．北京：科學(xué)出版社， 2021，13 [3] 毛健雄， 毛健全 ，趙樹民．煤的清潔燃燒 [M]．北京：科學(xué)出版社， 1998． [4] 劉文熒編譯．低 NOx 排放控制新技術(shù) [J]．國際電力， 2021， 5 (1)： 5962． [5] 曾漢才， 姚斌 ，程俊峰，王湘江．關(guān)于我國大型鍋爐 NOx排放評(píng)價(jià)及其排放標(biāo)準(zhǔn)修訂的建議 [J]．鍋爐制造， 2021， 50 (4)： 14． [6] 孫旭光， 劉志超 ，郭魯陽．中國山東電網(wǎng)燃煤鍋爐 NOx排放狀況和治理技術(shù)試驗(yàn)研究 [J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備， 2021， 7(7)： 7376． [7] 李振中． 燃煤 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