循环流化床中喷射混合还原剂脱硝实验与机理研究

发布时间：2025-06-26 23:24

　　燃煤循环流化床锅炉氮氧化物（NO_x）排放限值越来越严格。然而,循环流化床锅炉运行复杂多变,当炉内温度下降时,会导致SNCR脱硝技术失效,造成氮氧化物排放超标。本文利用以氢气、碳氢化合物和一氧化碳为主要成分的气体,与氨构成混合还原剂,对其在脱硝反应中的作用以及在流化床复杂工况下的适用性开展实验研究和理论分析,为循环流化床锅炉NO_x排放控制提供思路和参考。本文首先采用包括CH₄、H₂、CO等物质的SNCR化学反应机理模型,对合成气参与的脱硝反应进行深入研究,为循环流化床热态实验提供理论依据。研究发现,添加合成气后还原剂能显著降低脱硝温度并提高脱硝效率;高氨用量搭配低浓度合成气、低氨用量搭配高浓度合成气将有最佳的脱硝效率;在保证相同脱硝效率时,使用混合还原剂能减少氨用量;氧气使得脱硝反应在较低温度下（800℃-1050℃）进行,并且氧气浓度越高,反应温度窗口越窄,脱硝效率越低,添加合成气能够减小氧浓度变化带来的这些差异;停留时间越长,反应温度窗口越宽,脱硝效率越高。合成气与氨之间有较强的协同作用,共同促进脱...

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图2-1模型计算与文献[83]实验值对比

上海交通大学硕士学位论文16图2-1模型计算与文献[83]实验值对比Fig.2-1Comparisonbetweenmodelcalculationandexperiment[83]2.3模型计算工况本文采用的合成气成分及计算工况见表2-1和表2-2。脱硝反应的温度窗口定义为NO....

图2-2添加不同浓度合成气时的NO出口浓度Fig.2-2NOoutletconcentrationwhenaddingdifferentconcentrationofsyngas

上海交通大学硕士学位论文18(a)添加合成气1(b)添加合成气2图2-2添加不同浓度合成气时的NO出口浓度Fig.2-2NOoutletconcentrationwhenaddingdifferentconcentrationofsyngas混合还原剂具有更好的还原性能可以从反应....

图2-3喷射氨气或混合还原剂时H、OH的浓度曲线

上海交通大学硕士学位论文19NO+HO2NO2+OH（2-9）CO+H2OCO2+H2（2-10）可见，H2、CO、CH4的加入有效促进了脱硝活性基元H、OH的生成，而H、OH对脱硝反应的重要作用体现在（2-11）至（2-15）的基元反应式中[83]：O2+HO+OH（2-11）....

图2-4喷射不同添加剂下氨气的浓度曲线

上海交通大学硕士学位论文20此外，图2-2(a)显示，在不添加合成气时，1125℃左右NO的还原效率降为0，在更高温度氨气被氧化为NO；在添加合成气（1220mg/m3）时，此温度降到约900℃。这主要是因为合成气也能促进氨气在较低温度下氧化。如图2-4所示，在没有NO和任何添加....

本文编号：4053434