煤焦—NO反应中氮迁移规律的试验研究

发布时间：2020-09-15 19:35

　　 氮氧化物(NO_x)是一种破坏大气环境的重要污染物,而我国的燃煤电厂是氮氧化物排放的主要来源之一,因此研究燃煤过程中氮的迁移规律对控制电厂NO_x排放、改善我国大气环境有重要意义。煤中的氮在燃烧过程中逐步生成NO,,这个过程可以分为挥发分析出阶段和煤焦反应阶段。其中挥发份生成NO_x的反应机理已经较为明确,但对煤焦生成NO_x及煤焦还原NO的研究,特别是掺杂金属化合物对煤焦还原NO反应影响的研究目前仍存在一些不足。本文分别选取了一种无烟煤焦和一种烟煤焦,采用活性表面积法和动力学方法研究了煤焦在热重实验中的燃烧反应活性。通过红外光谱技术分析了煤焦在燃烧生成NO_x过程中氮的迁移规律。采用等体积浸渍法在煤焦中负载了钙基金属化合物和铁基金属化合物,通过基于析因实验设计方法的煤焦还原NO实验,研究了在掺杂金属化合物的情况下,煤焦异相还原NO反应过程中温度、煤种属性、金属化合物掺杂比例等因素对NO还原率的影响。通过以上研究得到的主要结果如下：(1)热重实验分析结果表明,无烟煤焦的活性表面积和活性表面积增长率都大于烟煤焦,燃烧过程中无烟煤焦的活化能低于烟煤焦,反应活性更强。(2)红外光谱分析结果表明,烟煤焦和无烟煤焦中的氮在燃烧过程中主要含氮生成物为N_2O、HNCO和HCN,且N_2O、HNCO和HCN的生成趋势基本一致。实验煤焦燃烧过程中均未检测到NH3,几乎未检测到NO和NO2的生成。(3)煤焦异相还原NO的析因实验表明,钙基金属化合物、铁基金属化合物、反应温度对煤焦还原NO有显著的促进作用,且促进效果的显著性依次增强。同时掺杂两种金属化合物对煤焦还原NO起到协同催化作用。基于析因实验设计方法,建立了NO还原率积分值与煤焦属性标准参数、温度、金属化合物添加量的耦合预测模型,具有较好的拟合度。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ534

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本文编号：2819378