糠醛渣气化燃烧过程中氮氧化物生成规律的研究

发布时间：2017-11-10 04:05

  本文关键词：糠醛渣气化燃烧过程中氮氧化物生成规律的研究

  更多相关文章： 糠醛渣 气化 燃烧 NOx

【摘要】：煤炭燃烧过程中会生成氮氧化物,对环境造成污染。另一方面,中国是一个农业大国,大量的农业废弃物被就地焚烧,同样对环境造成了严重的污染。生物质是一种较理想的可再生替代燃料,但由于热值低、水分高、组成复杂等特点,较难通过直接焚烧的方式转化为能源。而借助气化技术,可以将高含水量的生物质原料转化为可燃气体,具有优秀的燃烧特性。先气化后燃烧是一种较为理想的生物质处理工艺,正逐渐受到关注。玉米芯是一种典型的农业废弃物,多用于提炼糠醛,而被脱去半纤维素后的糠醛渣保留了木质素等高热值组分。但由于糠醛的生产工艺使得糠醛渣水分含量较高,不适合直接用于燃烧技术,在实际工程中多采用气化后燃烧的工艺过程。作者对河北邯郸和上海松江的糠醛渣气化燃烧工程应用系统进行了测试,氮氧化物排放浓度最高达到了800mg/Nm3。针对糠醛渣气化燃烧系统氮氧化物排放浓度高的问题,作者设计开展了一系列实验,研究了糠醛渣气化过程中氮氧化物及其前驱物的析出规律和存在形态,以及气化气燃烧过程中含氮组分的转化过程,揭示了氮氧化物大量生成的反应机理,并给出了改进方案。气态含氮产物析出过程的研究借助了TG-FTIR,结果表明糠醛渣热解过程中氮元素主要以HCN的形式析出,析出峰值位于350℃左右。基于总结的氮氧化物生成机理,给出了气化过程中糠醛渣析出含氮气体组分并进一步转化为氮氧化物的反应途径。含氮焦油析出过程的研究在自行搭建的气化实验台上进行,借助GC-MS对焦油产物进行了检测。糠醛渣气化过程中含氮焦油主要以吡啶、吡咯等环状结构存在,在后续氧化反应中易转化为HCN,并进一步形成氮氧化物。在此基础上,搭建糠醛渣气化燃烧实验系统,研究了真实气化产气燃烧过程中氮氧化物的生成规律,并对河北邯郸和上海松江的糠醛渣气化燃烧系统的氮氧化物生成过程进行了分析。气化炉方面,炉蓖布风不均使得气化面积降低,燃料消耗速率降低,气化当量比上升,热解层减少,反应更接近与燃烧条件,导致气化产物热值大幅降低。气化气燃烧方面,气化产气热值的降低导致当量燃烧需氧量大幅减小,氧气过量明显,高温富氧条件促进了氮氧化物的生成。另一方面,燃烧室中一、二次风位置过近使得局部氧气过量严重,也加剧了氮氧化物的生成。基于以上分析,作者提出对气化炉蓖改造以优化气化炉底部布风,从而提高气化产气热值,优化燃烧氧量配比,应能有效降低NOx的排放。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK16

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王擎,侯凤云,孙东红,苏桂秋,孙键;糠醛渣热解特性的研究[J];燃料化学学报;2004年02期

2 周彩荣;任军亮;徐敏强;石晓华;;废弃糠醛渣的热分析研究[J];郑州大学学报(工学版);2011年04期

3 唐燕影;王泉海;潘智;梅琳;洪勇;;煤与糠醛渣混燃的热重分析及基于分布活化能模型的动力学研究[J];南昌大学学报(工科版);2014年02期

4 周春梅;来小丽;;糠醛废渣用作秸秆成型粘结剂的试验研究[J];可再生能源;2009年03期

5 潘智;卢啸风;梅琳;王泉海;;循环流化床中糠醛渣与煤混燃特性的试验研究[J];热能动力工程;2014年02期

6 衣晓青;张翠珍;;糠醛渣与煤混烧特性的热重研究[J];热力发电;2007年07期

7 任鸿钧;糠醛生产中节约能源的途径[J];节能技术;1991年04期

8 仉磊;李涛;王磊;李十中;;糠醛渣的纤维素酶水解及其最优纤维素转化条件[J];农业工程学报;2009年10期

9 赵礼全;;SHS6—13(K)型燃糠醛渣锅炉的实验研究[J];能源工程;1985年04期

10 盛楷;任广军;高晓荣;;糠醛渣对染料甲基紫的吸附行为[J];沈阳理工大学学报;2010年05期

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 邱军霞 王爱民;武陟县工业循环圈初显成效[N];焦作日报;2006年

2 本报记者　 张云强;独木成林[N];济南日报;2007年

3 本报记者 赵军　通讯员 翟成新 李雅芹;山东省阳信县向环保要效益[N];中华建筑报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 荣春光;糠醛生产工艺研究及糠醛废渣的综合利用[D];吉林大学;2012年

2 张璐鑫;基于污染预防的糠醛制取方法研究[D];南开大学;2014年

3 薄德臣;以醋酸为催化剂由戊糖经反应萃取制取糠醛的过程研究[D];天津大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王文菊;氯化物催化木糖、半纤维素及木质纤维制备糠醛的研究[D];华南理工大学;2015年

2 刘妍;糠醛渣去除水中Cr(Ⅵ)实验研究[D];中国地质大学(北京);2015年

3 崔风桐;糠醛生产工艺改造[D];河北科技大学;2014年

4 张蕊莉;基于糠醛渣的吸附剂制备及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究[D];河南工业大学;2015年

5 贺强;酸性水解糠醛残渣热解炭化及吸附特性实验研究[D];河北工业大学;2015年

6 邓奥杰;玉米芯两步法高效制备糠醛的研究[D];华南理工大学;2016年

7 牛坤;离子液体预处理糠醛渣及其水解的研究[D];宁夏大学;2016年

8 闫磊;糠醛渣木质素结构表征及其改性酚醛树脂胶黏剂制备工艺优化[D];广西大学;2015年

9 George Kavulavu Ngusale;糠醛渣气化燃烧过程中氮氧化物生成规律的研究[D];上海交通大学;2015年

10 高晓荣;糠醛渣与改性糠醛渣的制备、表征及吸附特性研究[D];沈阳理工大学;2010年

，

本文编号：1164969