丙酸鈣脫硝特性與機理分析.pdf

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

2、并借助動力學軟件模擬對丙酸鈣脫硝機理進行探索。
　　 模擬鍋爐再燃區(qū)工況，搭建熱態(tài)脫硝實驗裝置，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、適當延長再燃區(qū)停留時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％，停留時間取為0.72s時，CP脫硝效率在75％以上。
　　 試驗研究了丙酸鈣在煤燃燒過程中的脫硝特性，結果表明:燃燒初期丙酸鈣略微促進NO析出，

3、而在燃燒后期對其有明顯抑制作用。1373K時可獲得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氫化合物脫硝模型，建立描述丙酸鈣脫硝反應的模型，選用平推流反應器(PFR)物理模型進行模擬計算，將溫度、氧氣濃度、再燃比等典型工況參數(shù)下計算結果與試驗結果對比，驗證模型準確性

4、，適宜脫硝工況下誤差小于5.0個百分點。
　　 利用已構建的戊酮脫硝機理，模擬不同因素對戊酮脫硝效率的影響規(guī)律，并分析其脫硝機理。結果表明: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，戊酮脫硝性能最佳;過量空氣系數(shù)在0.5左右適宜脫硝反應進行，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，當戊酮與NO摩爾比大于2.0時，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，OH、H、HCCO、HCN是影響戊酮脫硝的重要中間產物。
　　 在戊酮脫硝機理中添加SO2、鈉鹽以及鐵鹽作用機理，模擬不同工況下SO2及添加劑對戊酮脫硝的影響規(guī)律，結果表明:合適工況下SO2能夠促進NO脫除，SO2濃度每增加1000×10-6，脫硝效率約提高2.0個百分點，SO2作用下產生HOSO、HOSO2，該物質最為重要中間產物，促進了OH、H等活性基團消耗，延緩