丙酸鈣脫硝特性與機(jī)理分析.pdf

1、燃煤電廠排放氮氧化物(NOx)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，給人類的生產(chǎn)和生活帶來極大不便，亟待研發(fā)經(jīng)濟(jì)、有效的控制技術(shù)。前人的研究初步表明，有機(jī)鈣鹽能夠有效實(shí)現(xiàn)硫氮污染物的協(xié)同脫除，應(yīng)用前景廣闊，但目前對有機(jī)鈣鹽脫除燃煤污染物的研究還處于起步階段，對反應(yīng)特性和作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不深入、系統(tǒng)，為此，需要從基礎(chǔ)研究入手，為該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
　　 本文以丙酸鈣為研究對象，從試驗(yàn)研究角度，就丙酸鈣煙氣脫硝和燃燒中脫硝特性展開研究，

2、并借助動(dòng)力學(xué)軟件模擬對丙酸鈣脫硝機(jī)理進(jìn)行探索。
　　 模擬鍋爐再燃區(qū)工況，搭建熱態(tài)脫硝實(shí)驗(yàn)裝置，考察丙酸鈣煙氣脫硝特性。升高溫度、降低初始氧氣濃度、增加再燃比、適當(dāng)延長再燃區(qū)停留時(shí)間均能有效提高丙酸鈣煙氣脫硝效率。1273K添加丙酸鈣再燃比為25.99％，初始O2濃度控制在3％，停留時(shí)間取為0.72s時(shí)，CP脫硝效率在75％以上。
　　 試驗(yàn)研究了丙酸鈣在煤燃燒過程中的脫硝特性，結(jié)果表明:燃燒初期丙酸鈣略微促進(jìn)NO析出，

3、而在燃燒后期對其有明顯抑制作用。1373K時(shí)可獲得44.8％最大脫硝效率，合適Ca/S為2左右。通過熱重分析法研究發(fā)現(xiàn)，加入丙酸鈣能夠改善褐煤燃燒性能。
　　 基于丙酸鈣熱解析出戊酮有機(jī)氣體以及CaO對CHi脫硝影響較弱的特性，通過耦合戊酮燃燒模型和小分子碳?xì)浠衔锩撓跄Ｐ停⒚枋霰徕}脫硝反應(yīng)的模型，選用平推流反應(yīng)器(PFR)物理模型進(jìn)行模擬計(jì)算，將溫度、氧氣濃度、再燃比等典型工況參數(shù)下計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性

4、，適宜脫硝工況下誤差小于5.0個(gè)百分點(diǎn)。
　　 利用已構(gòu)建的戊酮脫硝機(jī)理，模擬不同因素對戊酮脫硝效率的影響規(guī)律，并分析其脫硝機(jī)理。結(jié)果表明:隨著溫度升高，戊酮脫硝效率先增加后減小，在1223～1473K溫度窗口內(nèi)，戊酮脫硝性能最佳;過量空氣系數(shù)在0.5左右適宜脫硝反應(yīng)進(jìn)行，過高或過低均降低脫硝效率;增加戊酮添加量能有效提高脫硝效率，當(dāng)戊酮與NO摩爾比大于2.0時(shí)，增幅逐漸放緩。采用SA和ROP分析發(fā)現(xiàn)H+O2(→)O+OH和H+

5、O2(+M)(→)HO2(+M)是影響戊酮脫硝的重要基元反應(yīng)，OH、H、HCCO、HCN是影響戊酮脫硝的重要中間產(chǎn)物。
　　 在戊酮脫硝機(jī)理中添加SO2、鈉鹽以及鐵鹽作用機(jī)理，模擬不同工況下SO2及添加劑對戊酮脫硝的影響規(guī)律，結(jié)果表明:合適工況下SO2能夠促進(jìn)NO脫除，SO2濃度每增加1000×10-6，脫硝效率約提高2.0個(gè)百分點(diǎn)，SO2作用下產(chǎn)生HOSO、HOSO2，該物質(zhì)最為重要中間產(chǎn)物，促進(jìn)了OH、H等活性基團(tuán)消耗，延緩