冶金工业废渣类添加剂对燃煤助燃脱硝的影响及机理研究
发布时间：2021-12-16 00:00
鉴于当前国家能源、环境形势面临的严峻现实，研究并应用各种节能减排措施迫在眉睫。燃煤添加剂是实现煤高效洁净利用的有效途径。冶金工业废渣不仅含有多种催化助燃成分，而且成本低，因此，本课题以冶金工业废渣作为燃煤添加剂，不仅能够提高燃煤效率，降低氮氧化物的排放，而且实现了冶金工业废弃物高附加值利用，具有重要意义。本文以三种高灰分不同变质程度的烟煤为对象，选用5种冶金工业废渣作为燃煤添加剂，借助于沉降炉燃烧系统、热重分析仪进行催化实验研究，通过燃尽度、氮氧化物含量、着火温度、燃尽温度及燃尽指数等指标对不同废渣的催化助燃及脱硝特性进行评价，通过电子扫描显微镜、X-射线衍射仪对催化燃烧机理进行了探讨，通过动力学分析获得了煤燃烧最概然机理函数模型和动力学参数。研究表明：影响添加剂助燃性能的因素主次顺序为：煤种>添加剂种类>添加量。添加剂的加入不仅起到了催化助燃作用，而且能够降低煤中氮氧化物的释放。综合分析发现，冷轧氧化铁渣为最优添加剂。通过对中灰分超高阶烟煤的热重分析发现，添加剂的加入能够不同程度地改变煤样的着火温度、燃尽温度和燃尽指数，动力学分析得出此种煤燃烧的最概然机理函数为f（α）=...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沉降炉实验系统示意图
X此次实验所得的 NOX含量均升高了，说明高温及过量空气有利于 NOX的生成和放。不同的添加剂对于煤燃烧烟气的脱硝效果也不同，以 1#煤为例，原煤烟气NOX含量为 500ppm，当加入 1.0%的冷轧氧化铁渣后 NOX含量降低了 3.8%，加1.0%的铬渣后降低了 13.6%，加入 2%的铬渣后降低了 19%，加入 1.5%的钢渣后低了 22.8%，加入 2.0%的脱硫渣后降低了 4.4%。除了锰尾矿，其他四种添加剂具有一定的脱硝作用。相比而言，由表 2.5 中可以看出，对于 1#煤，加入 1.5锰尾矿后 NOX的含量明显降低了，与低温下正交实验相比，此次高温条件下实中锰尾矿没有表现出脱硝作用。可能的原因是，锰尾矿相比其他四种废渣而言其中 MnO 的含量最大，在较高的温度下，MnO 作为活性金属催化剂对碳的氧作用要大于其脱硝作用，因此，在 NOX和 O2与 C(CO)的反应竞争中，NOX的还反应相对被抑制，其表现为无脱硝作用，有待进一步验证。根据表 2.8 中正交实验燃尽率的分析结果，可以做出正交实验趋势图，如图 2.3 所示。
X此次实验所得的 NOX含量均升高了，说明高温及过量空气有利于 NOX的生成和放。不同的添加剂对于煤燃烧烟气的脱硝效果也不同，以 1#煤为例，原煤烟气NOX含量为 500ppm，当加入 1.0%的冷轧氧化铁渣后 NOX含量降低了 3.8%，加1.0%的铬渣后降低了 13.6%，加入 2%的铬渣后降低了 19%，加入 1.5%的钢渣后低了 22.8%，加入 2.0%的脱硫渣后降低了 4.4%。除了锰尾矿，其他四种添加剂具有一定的脱硝作用。相比而言，由表 2.5 中可以看出，对于 1#煤，加入 1.5锰尾矿后 NOX的含量明显降低了，与低温下正交实验相比，此次高温条件下实中锰尾矿没有表现出脱硝作用。可能的原因是，锰尾矿相比其他四种废渣而言其中 MnO 的含量最大，在较高的温度下，MnO 作为活性金属催化剂对碳的氧作用要大于其脱硝作用，因此，在 NOX和 O2与 C(CO)的反应竞争中，NOX的还反应相对被抑制，其表现为无脱硝作用，有待进一步验证。根据表 2.8 中正交实验燃尽率的分析结果，可以做出正交实验趋势图，如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于碱金属和过渡金属修饰铁矿石载氧体的煤催化燃烧[J]. 张思文,沈来宏,肖军,顾海明,宋涛. 燃料化学学报. 2012(10)
[2]高炉喷吹煤评价及配比优化[J]. 王培平,陈旺生,韩军,秦林波,付卓君,胡俊. 工业安全与环保. 2012(06)
[3]降低气化用煤的灰熔点问题研究[J]. 马宁. 科技信息. 2011(25)
[4]工业废弃物对煤粉燃烧的催化研究[J]. 赵京,黄镇宇,程军,周俊虎,岑可法. 热力发电. 2011(08)
[5]MMT对煤燃烧飞灰含碳量和NOx排放的影响[J]. 殷红,李清毅,陈丰,邱坤赞. 能源工程. 2011(04)
[6]神华混煤与准格尔煤掺烧及其煤灰熔融性研究[J]. 程稳香,彰金宝. 煤质技术. 2009(05)
[7]冶金固体废弃物资源化处理与综合利用[J]. 刘军. 中国环保产业. 2009(08)
[8]Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究[J]. 公旭中,郭占成,王志. 化工学报. 2009(07)
[9]湖南省燃煤特性及其对锅炉设计与运行调整的要求[J]. 陈一平,朱光明,雷霖. 中国电力. 2008(04)
[10]用煤粉来再燃脱硝中金属氧化物催化作用的实验研究[J]. 周俊虎,温正城,王智化,杨卫娟,刘建忠,岑可法. 高校化学工程学报. 2008(01)
硕士论文
[1]水泥工业劣质煤活化燃烧及机理研究[D]. 徐立.武汉理工大学 2008
本文编号：3537376
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沉降炉实验系统示意图
X此次实验所得的 NOX含量均升高了，说明高温及过量空气有利于 NOX的生成和放。不同的添加剂对于煤燃烧烟气的脱硝效果也不同，以 1#煤为例，原煤烟气NOX含量为 500ppm，当加入 1.0%的冷轧氧化铁渣后 NOX含量降低了 3.8%，加1.0%的铬渣后降低了 13.6%，加入 2%的铬渣后降低了 19%，加入 1.5%的钢渣后低了 22.8%，加入 2.0%的脱硫渣后降低了 4.4%。除了锰尾矿，其他四种添加剂具有一定的脱硝作用。相比而言，由表 2.5 中可以看出，对于 1#煤，加入 1.5锰尾矿后 NOX的含量明显降低了，与低温下正交实验相比，此次高温条件下实中锰尾矿没有表现出脱硝作用。可能的原因是，锰尾矿相比其他四种废渣而言其中 MnO 的含量最大，在较高的温度下，MnO 作为活性金属催化剂对碳的氧作用要大于其脱硝作用，因此，在 NOX和 O2与 C(CO)的反应竞争中，NOX的还反应相对被抑制，其表现为无脱硝作用，有待进一步验证。根据表 2.8 中正交实验燃尽率的分析结果，可以做出正交实验趋势图，如图 2.3 所示。
X此次实验所得的 NOX含量均升高了，说明高温及过量空气有利于 NOX的生成和放。不同的添加剂对于煤燃烧烟气的脱硝效果也不同，以 1#煤为例，原煤烟气NOX含量为 500ppm，当加入 1.0%的冷轧氧化铁渣后 NOX含量降低了 3.8%，加1.0%的铬渣后降低了 13.6%，加入 2%的铬渣后降低了 19%，加入 1.5%的钢渣后低了 22.8%，加入 2.0%的脱硫渣后降低了 4.4%。除了锰尾矿，其他四种添加剂具有一定的脱硝作用。相比而言，由表 2.5 中可以看出，对于 1#煤，加入 1.5锰尾矿后 NOX的含量明显降低了，与低温下正交实验相比，此次高温条件下实中锰尾矿没有表现出脱硝作用。可能的原因是，锰尾矿相比其他四种废渣而言其中 MnO 的含量最大，在较高的温度下，MnO 作为活性金属催化剂对碳的氧作用要大于其脱硝作用，因此，在 NOX和 O2与 C(CO)的反应竞争中，NOX的还反应相对被抑制，其表现为无脱硝作用，有待进一步验证。根据表 2.8 中正交实验燃尽率的分析结果，可以做出正交实验趋势图，如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于碱金属和过渡金属修饰铁矿石载氧体的煤催化燃烧[J]. 张思文,沈来宏,肖军,顾海明,宋涛. 燃料化学学报. 2012(10)
[2]高炉喷吹煤评价及配比优化[J]. 王培平,陈旺生,韩军,秦林波,付卓君,胡俊. 工业安全与环保. 2012(06)
[3]降低气化用煤的灰熔点问题研究[J]. 马宁. 科技信息. 2011(25)
[4]工业废弃物对煤粉燃烧的催化研究[J]. 赵京,黄镇宇,程军,周俊虎,岑可法. 热力发电. 2011(08)
[5]MMT对煤燃烧飞灰含碳量和NOx排放的影响[J]. 殷红,李清毅,陈丰,邱坤赞. 能源工程. 2011(04)
[6]神华混煤与准格尔煤掺烧及其煤灰熔融性研究[J]. 程稳香,彰金宝. 煤质技术. 2009(05)
[7]冶金固体废弃物资源化处理与综合利用[J]. 刘军. 中国环保产业. 2009(08)
[8]Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究[J]. 公旭中,郭占成,王志. 化工学报. 2009(07)
[9]湖南省燃煤特性及其对锅炉设计与运行调整的要求[J]. 陈一平,朱光明,雷霖. 中国电力. 2008(04)
[10]用煤粉来再燃脱硝中金属氧化物催化作用的实验研究[J]. 周俊虎,温正城,王智化,杨卫娟,刘建忠,岑可法. 高校化学工程学报. 2008(01)
硕士论文
[1]水泥工业劣质煤活化燃烧及机理研究[D]. 徐立.武汉理工大学 2008
本文编号：3537376
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