燃煤水泥回转窑窑内气氛对氮氧化物形成影响的研究

发布时间：2017-06-25 12:11

  本文关键词：燃煤水泥回转窑窑内气氛对氮氧化物形成影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水泥工业中氮氧化物的主要来源为水泥窑煤粉燃烧,氮氧化物的存在对生态环境及人类的健康具有较大危害,对氮氧化物的形成机理及降低它的排放已成为一项重要的研究课题。本论文通过X射线光电子能谱分析(XPS)对煤粉中含氮化合物的结构进行分析,并结合大量理论及实验结果对氮氧化物的生成及还原机理进行详细的分析。利用chemkin Pro气相动力学软件,建立全混流模型,针对回转窑温度条件模拟各气氛下CO还原NO_x反应情况,对结果进行反应速率及反应路径分析。结果表明:不同的气氛下,氮氧化物的生成及还原途径不同;在无催化剂条件下,高浓度的CO能够还原NO,且有O2生成,但反应的所需温度较高,约为1650K;NCO及N2O对反应有很大影响;除NO被CO还原,NO2也能通过分解进行还原,且模拟温度下NO2分解率约100%;NO在ppm级浓度条件下,不能发生还原反应。通过模拟回转窑内气氛,温度,物料等条件对窑内NO_x进行实验研究,并通过实验对比铁丝、铂金在同等条件的的催化活性。结果表明:无催化剂条件下,CO对NO几乎无还原作用;铁丝有最强的催化活性,NO_x的最大转化率约90%,温度约为1400℃;催化面积的大小在一定程度上可以提高NO_x的转化率;三类催化剂(铁丝、铂金和生料)对O2较敏感,随着O2浓度的增加,逐渐失去催化活性,当O2浓度约5%时,均失去催化能力;铁丝与铂金对CO2的敏感度比生料低。本实验研究结果为NO_x的减排技术提供一定的理论基础。
【关键词】：回转窑 氮氧化物 Chemkin Pro 窑内气氛 催化
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1.绪论9-18
• 1.1 NO_x的危害及水泥工业的排放现状9-12
• 1.1.1 氮氧化物的危害10-11
• 1.1.2 我国水泥工业NO_x排放现状11-12
• 1.2 水泥回转窑内煤粉燃烧情况12-14
• 1.3 CHEMKIN软件在燃烧中的应用14-18
• 1.3.1 chemkin软件介绍14-15
• 1.3.2 chemkin在燃烧领域的应用15-18
• 1.4 本课题的研究背景及意义18
• 2 回转窑内煤粉燃烧氮氧化物形成机理及脱硝机理18-38
• 2.1 氮在煤粉中的存在形式18-22
• 2.1.1 煤粉中含氮官能团的XPS分析19-22
• 2.2 氮氧化物转化途径机理分析22-34
• 2.2.1 热力型NO_x的生成机理22-28
• 2.2.2 燃料型NO_x的生成机理28-32
• 2.2.3 快速型NO_x的生成机理32-33
• 2.2.4 NO_x的还原机理33-34
• 2.3 氮氧化物减排技术机理研究34-37
• 2.3.1 改变燃烧条件技术34-36
• 2.3.2 烟气脱硝技术36-37
• 2.4 小结37-38
• 3 回转窑条件下CO还原NO_x数值模拟研究38-54
• 3.1 国内外CO还原NO_x研究现状38
• 3.2 无催化剂条件下CO还原NO_x模拟研究38-52
• 3.2.1 机理分析38-41
• 3.2.3 模型建立41-42
• 3.2.4 结果与分析42-47
• 3.2.5 NO_2参与反应的机理分析47-50
• 3.2.6 O_2对反应的影响50-51
• 3.2.7 CO_2对反应的影响51-52
• 3.2.8 浓度对反应的影响52
• 3.3 本章小结52-54
• 4 回转窑条件下不同气氛对CO还原NO_x影响实验研究54-74
• 4.1 实验装置及实验方法54-57
• 4.2 无催化剂条件CO还原NO_x实验结果57-60
• 4.3 铂（ Pt）做催化剂对CO还原NO_x的影响60-64
• 4.4 铁丝做催化剂条件对CO还原NO_x的影响64-68
• 4.5 生料做催化剂条件对CO还原NO_x的影响68-72
• 4.6 本章小结72-74
• 5 全文总结与展望74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果82

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本文编号：482062