煤焦微观结构对再燃还原NO_x的影响

发布时间：2017-11-05 03:11

  本文关键词：煤焦微观结构对再燃还原NO_x的影响

  更多相关文章： 煤焦 微观结构 拉曼光谱 再燃 脱硝

【摘要】：随着社会发展,环境问题成为人们日益关注的重点问题。NO_x是严重的大气污染物,对生态环境和人类将康都有着重大危害,解决火电站NO_x排放问题是治理大气环境的关键。再燃技术是一项极具潜力和应用前景的火电站低NO_x燃烧技术。煤粉具有来源广,成本低廉等特点,是优秀的再燃燃料。对煤粉再燃机理和动力学以及再燃条件的进一步研究对再燃技术的发展具有重要意义。本文选取龙坪无烟煤(LP)、内蒙1号烟煤(NM1)、内蒙2号烟煤(NM2)和锡林郭勒褐煤(XM)为研究对象,利用红外光谱鉴定了煤中有机官能团和无机矿物成分,利用拉曼光谱研究了热解温度引起煤焦微观结构变化。通过热重分析仪在程序升温和NO/N_2气氛下进行了煤焦的脱硝反应。以煤焦和脱灰煤焦为研究对象,利用水平管式炉实验系统和滴管炉实验系统,在再燃气氛下(NO/N_2/O_2/CO_2),研究了初始氧浓度、反应温度、热解温度和无机矿物等因素对煤焦脱硝的影响规律。对煤焦结构的拉曼光谱分析发现,在600~900℃范围内,随着热解温度的升高,煤焦内大分子网状结构发生裂解、缩聚,形成大量孤立的缺陷碳结构和无定形碳结构,因此I_(D1)/I_G、I_(D3)/I_G等特征参数逐渐增大,I_G/I_(All)等特征参数逐渐减小;在900℃之后,由于煤焦的石墨化演变,孤立的碳结构开始向有序排列的石墨结构转变,因此I_(D1)/I_G、I_(D3)/I_G等特征参数逐渐减小,I_G/I_(All)等特征参数逐渐增大。同时将煤焦微观结构演变与脱硝反应性相互关联发现,随着热解温度的升高煤焦内活性的缺陷结构和无序的边缘结构逐渐减少,碳结构的有序度不断增强,从而导致煤焦的脱硝反应活化能不断增大,NO的还原率不断降低。对煤焦再燃影响因素的研究发现,随着氧浓度的升高,反应的还原性气氛遭到破坏,煤焦还原NO的还原率逐渐降低;一定温度范围内再燃温度的升高有利于煤焦还原NO,但温度过高则会造成热力型NO的生成以及燃料氮的大量转化,反而降低NO的还原效果;热解温度的升高使得煤焦结构发生变化,表面不断惰化,活性反应位减少,不利于煤焦还原NO;煤灰中的无机矿物成分对煤焦再燃还原NO有一定的催化作用,脱灰煤焦的NO还原率明显低于原煤焦的还原率。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773;TM621.2

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本文编号：1142344