有机钙协同减排生物质燃烧SO 2 和NO实验研究
发布时间：2021-10-29 01:41
我国生物质资源十分丰富,直接燃烧是生物质规模化高效清洁利用的主要技术之一。随着环保法规的日益严格,生物质中的农林废弃物如花生壳等和城乡有机废物如市政污泥在直接燃烧过程中产生的SO2和NOx排放问题受到越来越多的重视。将烟气净化过程从单一污染物控制发展到多种污染物协同脱除,这是一项重大的挑战,也是研究的热点。本文以开发协同减排生物质直接燃烧产生的SO2和NO技术为目的,采用热重分析仪、固定床、沉降炉反应装置和流化床燃烧系统,对有机钙在不同燃烧区域加入后的生物质热化学转化规律以及对SO2和NO的协同控制机理,从5个层面依次开展系统研究,包括:有机钙作用下生物质燃烧特性及反应动力学研究,孔隙特性及分形机理研究,硫释放及生物质焦的硫迁移规律研究,生物质再燃脱硝特性及生物质焦的氮迁移机理研究,有机钙协同脱硫脱硝特性实验研究。进行了有机钙与高挥发分含量生物质混合热处理过程的热重实验,定义了特征温度和参数,分析了热处理气氛、有机钙添加量等对燃烧特性的影响规律。采用预置模型法的Coats-Redfern法计算混合热处理过程动力学参数。研...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号和缩略词注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生物质能利用介绍
1.2.2 生物质燃烧机理研究
1.2.3 生物质燃烧过程中氮、硫迁移规律研究
1.2.4 燃烧污染物协同减排研究
1.3 本文的研究内容
1.3.1 研究思路
1.3.2 研究目的
1.3.3 研究技术路线
1.3.4 研究内容
1.4 本章小结
第二章 有机钙作用下生物质燃烧特性及反应动力学分析
2.1 引言
2.2 试验装置及方法
2.2.1 热重试验系统
2.2.2 试验样品
2.2.3 程序升温试验
2.2.4 试验数据处理方法
2.3 燃烧特性研究
2.3.1 有机钙单独热解及燃烧
2.3.2 有机钙添加方式的选择
2.3.3 有机钙对农林生物质燃烧特性影响
2.3.4 加入有机钙对污泥燃烧特性影响
2.4 反应动力学分析
2.4.1 PS加入有机钙后的燃烧动力学分析
2.4.2 SS加入有机钙后的燃烧动力学分析
2.5 本章小结
第三章 有机钙作用下生物质热处理过程的孔隙特性及分形机理
3.1 引言
3.2 试验及方法
3.2.1 试样制备试验系统
3.2.2 实验工况
3.2.3 氮吸附试验及分析方法
3.3 污泥混合有机钙热解过程孔隙特性及分形机理
3.3.1 热解温度的影响
3.3.2 钙硫摩尔比的影响
3.4 花生壳混合有机钙热解过程孔隙特性及分形机理
3.4.1 花生壳热解孔隙特性分析
3.4.2 花生壳热解半焦的分形维数
3.5 污泥混合有机钙燃烧过程孔隙特性及分形机理
3.5.1 钙硫摩尔比对等温线形态的影响
3.5.2 钙硫摩尔比对比表面积的影响
3.5.3 钙硫摩尔比对孔径分布的影响
3.5.4 有机钙作用下污泥燃烧的分形维数
3.6 本章小结
第四章 生物质添加有机钙的硫释放及迁移规律
4.1 引言
4.2 试验装置及方法
4.2.1 材料制备及试验系统
4.2.2 数据分析方法
4.2.3 试验工况
4.3 热解过程半焦硫释放特性研究
4.3.1 污泥热解半焦产率及硫释放特性
4.3.2 花生壳热解半焦产率及硫释放特性
4.4 有机钙作用气相硫释放特性
4.4.1 污泥气相硫释放特性
4.4.2 花生壳气相硫释放特性
4.5 有机钙作用下硫迁移规律研究
4.5.1 污泥硫迁移规律
4.5.2 花生壳硫迁移规律
4.6 本章小结
第五章 有机钙协同生物质再燃脱硝特性及氮迁移规律
5.1 引言
5.2 有机钙协同生物质再燃脱硝特性实验研究
5.2.1 实验装置与实验材料
5.2.2 实验参数选择与数据处理方法
5.2.3 沉降炉实验结果与讨论
5.2.4 沉降炉实验小结
5.3 再燃过程中氮迁移规律研究
5.3.1 实验系统与方法
5.3.2 再燃过程氮的迁移规律
5.3.3 有机钙作用下生物质/污泥焦中氮迁移规律
5.3.4 生物质/污泥焦中氮迁移路径分析
5.4 本章小结
第六章 有机钙协同脱硫脱硝特性实验研究
6.1 引言
6.2 基于RSM的水平管式炉实验研究
6.2.1 实验装置与实验材料
6.2.2 实验工况设计
6.2.3 结果与讨论
6.2.4 水平管式炉实验小结
6.3 流化床实验研究
6.3.1 实验装置
6.3.2 实验步骤
6.3.4 采样与实验工况
6.3.3 实验材料
6.3.5 实验结果与讨论
6.3.6 有机钙加入方式对协同脱硫脱硝的影响比较
6.4 国内外流化床生物质燃烧污染物控制研究对比
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文创新点
7.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市污泥流化床燃烧过程中气态污染物排放特性[J]. 江子箫,陈晓平,蒋志坚,宋联,朱葛,梁财,刘道银,马吉亮. 化工进展. 2018(01)
[2]抗生素菌渣热解N官能团变化特征及其与NOx前驱物关系研究[J]. 詹昊,林均衡,黄艳琴,阴秀丽,刘华财,袁洪友,吴创之. 燃料化学学报. 2017(10)
[3]调理污泥气化灰对SO2的吸附特性[J]. 刘洁丽,刘欢,邢浩轩,胡红云,易琳琳,姚洪. 燃烧科学与技术. 2016(04)
[4]生物质半焦FTIR分析及孔隙结构变化规律研究[J]. 车德勇,蒋文强,李少华,李洪,林建清. 中国农机化学报. 2016(07)
[5]CaO对大豆蛋白热解特性及NH3等含氮化合物释放的影响[J]. 沈洪浩,金晶,林郁郁,郭明山,侯封校,李尚. 化工进展. 2016(07)
[6]燃煤烟气中多种污染物干法同时脱除研究进展[J]. 马丽萍,王倩倩,唐剑骁,马贵鹏. 环境工程学报. 2016(04)
[7]预处理生物质的热解实验研究[J]. 周亚运,肖军,吕潇,沈来宏. 东南大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]利用工业废渣生产环保型醋酸钙镁融雪剂及融雪能力测试[J]. 董明明. 交通世界. 2016(Z2)
[9]利用旋转炉热解城市污泥的产物特性[J]. 王学涛,张兴宇,徐斌,兰维娟. 环境工程学报. 2016(01)
[10]秸秆含氮模型化合物热解氮转化规律的实验研究[J]. 周建强,高攀,董长青,杨勇平. 燃料化学学报. 2015(12)
博士论文
[1]烟气中多种污染物超低排放的活性分子氧化及一体化脱除机理研究[D]. 马强.浙江大学 2016
[2]富钾生物质及其炭燃烧中钾析出和控制研究[D]. 李辉.山东大学 2016
[3]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013
[4]生物质燃烧过程氮和硫的迁移、转化特性研究[D]. 柏继松.浙江大学 2012
[5]臭氧结合钙基吸收多种污染物及副产物提纯的试验与机理研究[D]. 张相.浙江大学 2012
[6]生物质燃烧及其还原氮氧化物的机理研究及应用[D]. 王学斌.西安交通大学 2011
[7]有机钙盐协同脱除SO2和NO的实验研究与机理分析[D]. 牛胜利.山东大学 2011
[8]污泥干燥及干污泥与煤混烧官能团演化研究[D]. 胡益.武汉大学 2010
[9]生物质热解气化气相产物释放特性和焦结构演化行为研究[D]. 付鹏.华中科技大学 2010
[10]改性Cu-ZSM-5分子筛催化剂的制备及催化脱除NO的研究[D]. 臧玉魏.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]碱金属与碱土金属对低阶煤与生物质共热解的作用机制研究[D]. 柳金秋.中国矿业大学 2016
[2]生物质焦富氮化及脱除二氧化硫的实验研究[D]. 冯烨.华中科技大学 2016
[3]一维热态实验炉上燃烧法联合脱硫脱硝实验研究[D]. 余磊波.哈尔滨工业大学 2010
[4]碱性物质对生物质混煤燃烧及污染物排放特性影响规律研究[D]. 刘兆萍.山东大学 2009
本文编号：3463717
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号和缩略词注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生物质能利用介绍
1.2.2 生物质燃烧机理研究
1.2.3 生物质燃烧过程中氮、硫迁移规律研究
1.2.4 燃烧污染物协同减排研究
1.3 本文的研究内容
1.3.1 研究思路
1.3.2 研究目的
1.3.3 研究技术路线
1.3.4 研究内容
1.4 本章小结
第二章 有机钙作用下生物质燃烧特性及反应动力学分析
2.1 引言
2.2 试验装置及方法
2.2.1 热重试验系统
2.2.2 试验样品
2.2.3 程序升温试验
2.2.4 试验数据处理方法
2.3 燃烧特性研究
2.3.1 有机钙单独热解及燃烧
2.3.2 有机钙添加方式的选择
2.3.3 有机钙对农林生物质燃烧特性影响
2.3.4 加入有机钙对污泥燃烧特性影响
2.4 反应动力学分析
2.4.1 PS加入有机钙后的燃烧动力学分析
2.4.2 SS加入有机钙后的燃烧动力学分析
2.5 本章小结
第三章 有机钙作用下生物质热处理过程的孔隙特性及分形机理
3.1 引言
3.2 试验及方法
3.2.1 试样制备试验系统
3.2.2 实验工况
3.2.3 氮吸附试验及分析方法
3.3 污泥混合有机钙热解过程孔隙特性及分形机理
3.3.1 热解温度的影响
3.3.2 钙硫摩尔比的影响
3.4 花生壳混合有机钙热解过程孔隙特性及分形机理
3.4.1 花生壳热解孔隙特性分析
3.4.2 花生壳热解半焦的分形维数
3.5 污泥混合有机钙燃烧过程孔隙特性及分形机理
3.5.1 钙硫摩尔比对等温线形态的影响
3.5.2 钙硫摩尔比对比表面积的影响
3.5.3 钙硫摩尔比对孔径分布的影响
3.5.4 有机钙作用下污泥燃烧的分形维数
3.6 本章小结
第四章 生物质添加有机钙的硫释放及迁移规律
4.1 引言
4.2 试验装置及方法
4.2.1 材料制备及试验系统
4.2.2 数据分析方法
4.2.3 试验工况
4.3 热解过程半焦硫释放特性研究
4.3.1 污泥热解半焦产率及硫释放特性
4.3.2 花生壳热解半焦产率及硫释放特性
4.4 有机钙作用气相硫释放特性
4.4.1 污泥气相硫释放特性
4.4.2 花生壳气相硫释放特性
4.5 有机钙作用下硫迁移规律研究
4.5.1 污泥硫迁移规律
4.5.2 花生壳硫迁移规律
4.6 本章小结
第五章 有机钙协同生物质再燃脱硝特性及氮迁移规律
5.1 引言
5.2 有机钙协同生物质再燃脱硝特性实验研究
5.2.1 实验装置与实验材料
5.2.2 实验参数选择与数据处理方法
5.2.3 沉降炉实验结果与讨论
5.2.4 沉降炉实验小结
5.3 再燃过程中氮迁移规律研究
5.3.1 实验系统与方法
5.3.2 再燃过程氮的迁移规律
5.3.3 有机钙作用下生物质/污泥焦中氮迁移规律
5.3.4 生物质/污泥焦中氮迁移路径分析
5.4 本章小结
第六章 有机钙协同脱硫脱硝特性实验研究
6.1 引言
6.2 基于RSM的水平管式炉实验研究
6.2.1 实验装置与实验材料
6.2.2 实验工况设计
6.2.3 结果与讨论
6.2.4 水平管式炉实验小结
6.3 流化床实验研究
6.3.1 实验装置
6.3.2 实验步骤
6.3.4 采样与实验工况
6.3.3 实验材料
6.3.5 实验结果与讨论
6.3.6 有机钙加入方式对协同脱硫脱硝的影响比较
6.4 国内外流化床生物质燃烧污染物控制研究对比
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文创新点
7.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市污泥流化床燃烧过程中气态污染物排放特性[J]. 江子箫,陈晓平,蒋志坚,宋联,朱葛,梁财,刘道银,马吉亮. 化工进展. 2018(01)
[2]抗生素菌渣热解N官能团变化特征及其与NOx前驱物关系研究[J]. 詹昊,林均衡,黄艳琴,阴秀丽,刘华财,袁洪友,吴创之. 燃料化学学报. 2017(10)
[3]调理污泥气化灰对SO2的吸附特性[J]. 刘洁丽,刘欢,邢浩轩,胡红云,易琳琳,姚洪. 燃烧科学与技术. 2016(04)
[4]生物质半焦FTIR分析及孔隙结构变化规律研究[J]. 车德勇,蒋文强,李少华,李洪,林建清. 中国农机化学报. 2016(07)
[5]CaO对大豆蛋白热解特性及NH3等含氮化合物释放的影响[J]. 沈洪浩,金晶,林郁郁,郭明山,侯封校,李尚. 化工进展. 2016(07)
[6]燃煤烟气中多种污染物干法同时脱除研究进展[J]. 马丽萍,王倩倩,唐剑骁,马贵鹏. 环境工程学报. 2016(04)
[7]预处理生物质的热解实验研究[J]. 周亚运,肖军,吕潇,沈来宏. 东南大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]利用工业废渣生产环保型醋酸钙镁融雪剂及融雪能力测试[J]. 董明明. 交通世界. 2016(Z2)
[9]利用旋转炉热解城市污泥的产物特性[J]. 王学涛,张兴宇,徐斌,兰维娟. 环境工程学报. 2016(01)
[10]秸秆含氮模型化合物热解氮转化规律的实验研究[J]. 周建强,高攀,董长青,杨勇平. 燃料化学学报. 2015(12)
博士论文
[1]烟气中多种污染物超低排放的活性分子氧化及一体化脱除机理研究[D]. 马强.浙江大学 2016
[2]富钾生物质及其炭燃烧中钾析出和控制研究[D]. 李辉.山东大学 2016
[3]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013
[4]生物质燃烧过程氮和硫的迁移、转化特性研究[D]. 柏继松.浙江大学 2012
[5]臭氧结合钙基吸收多种污染物及副产物提纯的试验与机理研究[D]. 张相.浙江大学 2012
[6]生物质燃烧及其还原氮氧化物的机理研究及应用[D]. 王学斌.西安交通大学 2011
[7]有机钙盐协同脱除SO2和NO的实验研究与机理分析[D]. 牛胜利.山东大学 2011
[8]污泥干燥及干污泥与煤混烧官能团演化研究[D]. 胡益.武汉大学 2010
[9]生物质热解气化气相产物释放特性和焦结构演化行为研究[D]. 付鹏.华中科技大学 2010
[10]改性Cu-ZSM-5分子筛催化剂的制备及催化脱除NO的研究[D]. 臧玉魏.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]碱金属与碱土金属对低阶煤与生物质共热解的作用机制研究[D]. 柳金秋.中国矿业大学 2016
[2]生物质焦富氮化及脱除二氧化硫的实验研究[D]. 冯烨.华中科技大学 2016
[3]一维热态实验炉上燃烧法联合脱硫脱硝实验研究[D]. 余磊波.哈尔滨工业大学 2010
[4]碱性物质对生物质混煤燃烧及污染物排放特性影响规律研究[D]. 刘兆萍.山东大学 2009
本文编号：3463717
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