钠化合物对燃煤氮氧化物和汞排放的影响研究

发布时间：2017-08-24 07:12

  本文关键词：钠化合物对燃煤氮氧化物和汞排放的影响研究

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【摘要】：随着社会的快速发展,能源的大量利用是不可避免的,尤其是化石能源这些一次能源,大量的一次能源的开发利用给环境带来了严重的污染和破坏,同时影响人类的生存健康。而在我国主要的一次能源为煤炭,由于我国的能源结构的原因煤炭作为主要的能源的现状还要持续一段很长的时间。火电厂是煤炭的重要消耗者,因此成为主要的污染物排放源之一,其产生的主要污染物包括NOx、CO2、SO2、颗粒物和重金属Hg等。而其中的氮氧化物NOx和重金属Hg的危害成为了我们关注的焦点。NOx会不仅会影响人的身体健康还会引发酸雨等严重的环境问题,而Hg会在食物链中沉积不降解而危害人类健康,因此利用有效的手段来减少煤燃烧过程中这两种污染物的释放是环保领域的重要任务。本文主要是以碱金属钠的两种化合物NaCl为添加剂研究钠化合物对于燃煤过程中这两种污染物释放的影响综合作用,达到同时减少NOx与Hg的排放的目的。本文主要以管式炉堆燃方式和滴管炉接近实际然烧情况的两种燃烧方式来分别研究两种钠化合物对于NOx和Hg的排放的综合影响。在管式炉实验中发现碱金属化合物对煤的燃烧特性有一定的影响,对煤的燃烧有催化促进作用,将煤的燃点提前了15℃左右。而对于NOx的释放过程,在原煤燃烧过程中NOx的释放会先后出现一大一小两个NOx的响应值,但在加入钠化合物后后面的小峰在燃烧过程中消失或减小了,而对于NOx的总的释放量两种添加剂的煤样与原煤相比都有一定的减少,Na2CO3有一个最佳添加比例0.5但是NaCl并没有在实验过程中发现这一最佳添加比例；并且两种添加剂的最佳添加温度均为900℃-1000℃之间。而对于汞的释放过程来看两种添加剂由于阴离子的不同对于Hg的释放有一定的差别改变了汞的释放的化合物的种类。在滴管炉实验中主要研究了随添加比例和温度对NOx的影响,与管式炉不同的是两种化合物的煤样均存在最佳添加比例0.5,这可能是由于滴管炉燃烧与管式炉燃烧方式不同更接近于实际然烧条件；而NOx的最佳减少温度变为了1300℃左右。碱金属化合物的添加增加了烟气中的Hg0的量,有助于Hg的氧化作用,但是减少了灰渣中的Hg的含量。
【关键词】：煤燃烧 钠化合物 氮氧化物 重金属汞
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 我国的能源结构10-11
• 1.2 燃煤污染物排放现状11-13
• 1.3 氮氧化物与汞的排放标准13-14
• 1.4 氮氧化物与汞排放控制技术概述14-17
• 1.4.1 低NOx排放技术14-16
• 1.4.2 燃煤汞排放控制技术研究16-17
• 1.5 煤中钠元素的存在形式和国内外关于煤中碱金属和碱金属添加剂的研究17-19
• 1.6 国内外关于燃煤汞排放的研究19
• 1.7 本文的研究内容目的及内容19-21
• 第2章 试验系统和实验煤样的处理21-29
• 2.1 实验装置系统21-26
• 2.1.1 管式炉与烟气分析仪测NOx的释放过程系统21-22
• 2.1.2 Lumex测汞仪系统介绍22-23
• 2.1.3 滴管炉试验系统23-26
• 2.2 测量分析系统26-28
• 2.2.1 烟气分析仪26
• 2.2.2 汞在线监测仪器26-27
• 2.2.3 lumex测汞仪27-28
• 2.3 本章小节28-29
• 第3章 实验系统的调试与煤样的制备29-35
• 3.1 试验系统的调试29-33
• 3.1.1 实验系统温度标定29-32
• 3.1.2 试验系统管路气密性检测32
• 3.1.3 取样分析系统及安全性检测32-33
• 3.2 煤样的选择和处理33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 钠化合物对煤堆燃过程中NOX和汞的排放影响的研究35-47
• 4.1 钠化合物作为添加剂对煤燃烧特性的影响35-36
• 4.2 钠化合物作为添加剂对燃煤NOx释放的影响36-41
• 4.2.1 钠化合物作为添加剂对燃煤NOx的释放过程的影响36-39
• 4.2.2 钠化合物作为添加剂对燃煤NOx的释放总量的影响39-41
• 4.3 钠化合物作为添加剂对燃煤汞释放的影响41-45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 钠化合物对煤滴管炉燃烧NO_x和汞释放的影响47-53
• 5.1 金属添加剂的添加比例对NO_x释放的影响47-49
• 5.2 温度在金属添加剂存在情况下对NO_x释放的影响49-50
• 5.3 金属添加剂对汞的释放的影响50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 全文总结与展望53-55
• 6.1 全文总结53-54
• 6.2 后续展望54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果59-60
• 致谢60

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本文编号：729900