秸稈與煤混合燃燒特性及氮氧化物析出特性研究

【摘要】： 生物質(zhì)和煤混燃是降低污染物排放、提高生物質(zhì)能利用率、節(jié)約能源的有效方式。目前,世界各國(guó)均面臨著能源短缺和環(huán)境污染的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)混燃技術(shù),完善混燃理論勢(shì)在必行。 本文利用熱分析技術(shù)研究了脫灰秸稈和脫灰煤燃燒特性及混合燃燒特性,進(jìn)而研究了秸稈混合比例、燃燒氣氛及添加礦物質(zhì)種類(lèi)和添加量對(duì)脫灰樣品燃燒特性的影響。結(jié)果表明:混合物中秸稈數(shù)量對(duì)混燃特性有較大影響,秸稈比例越大則最大失重率、揮發(fā)分放熱峰值、燃燒特性指數(shù)均越大?；旌辖斩挶壤_(dá)20%時(shí),著火溫度最低。富氧有利于混合物燃燒,使著火提前、提高燃燒速率,并改善燃燒特性。礦物成分K、Na、Ca、Mg的添加對(duì)脫灰樣品燃燒特性的影響與秸稈和煤的比例以及礦物質(zhì)添加量有關(guān),K、Na可催化燃燒,且K的催化作用強(qiáng)于Na,而Ca、Mg則抑制燃燒。同時(shí),根據(jù)燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了秸稈與煤混合燃燒動(dòng)力學(xué)模型。 利用靜態(tài)燃燒系統(tǒng)對(duì)脫灰秸稈和脫灰煤?jiǎn)为?dú)燃燒和混合燃燒過(guò)程N(yùn)O析出特性進(jìn)行了研究,分析了秸稈混合比例、爐溫對(duì)NO排放的影響,重點(diǎn)研究了礦物質(zhì)添加劑對(duì)NO析出過(guò)程的抑制作用。研究表明:摻混一定比例秸稈能有效降低NO釋放,但降低幅度受燃料固有氮量和秸稈混合比例共同作用;NO生成處在中溫段,且溫度升高則NO轉(zhuǎn)化率增大, NO釋放結(jié)束時(shí)間提前;堿性礦物質(zhì)K、Na、Ca、Mg對(duì)NO還原均具有一定的催化作用,作用強(qiáng)弱與礦物質(zhì)本身的催化活性、添加量以及燃料特性(秸稈混合比例)有關(guān),另外,四種礦物質(zhì)在最適宜添加量情況下單一催化效果比較為:NaKCaMg。同時(shí),確定了混燃過(guò)程中NO生成動(dòng)力學(xué)模型。 利用灰色理論對(duì)混燃過(guò)程N(yùn)O析出轉(zhuǎn)化各影響因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析,確定各影響因素的主次關(guān)系,以此討論各因素對(duì)NO轉(zhuǎn)化率的影響。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了NO析出灰色理論模型。 【關(guān)鍵詞】：秸稈 混合燃燒 脫灰 礦物質(zhì) 動(dòng)力學(xué)模型 灰色理論
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)的重要意義12-13
• 1.2 生物質(zhì)能概述13-17
• 1.2.1 生物質(zhì)能特點(diǎn)13-14
• 1.2.2 生物質(zhì)能利用轉(zhuǎn)化技術(shù)及現(xiàn)狀14-17
• 1.3 燃煤電廠NOX 控制的必要性17-20
• 1.3.1 我國(guó)火電廠NO_X 排放情況17-18
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外火電廠NO_X 控制狀況18-19
• 1.3.3 燃煤NO_X 控制技術(shù)簡(jiǎn)介19-20
• 1.4 課題研究的內(nèi)容、目的與意義20-22
• 第2章 生物質(zhì)與煤混燃特性及氮遷移特性研究進(jìn)展22-29
• 2.1 煤與生物質(zhì)混合燃燒特性研究22-24
• 2.2 燃料氮的存在形態(tài)及NO_X 生成機(jī)理研究24
• 2.3 煤中燃料氮析出轉(zhuǎn)化特性研究進(jìn)展24-29
• 2.3.1 燃料氮的氧化特性研究25-26
• 2.3.2 燃料氮的熱解特性研究26-27
• 2.3.3 NO_X 的催化轉(zhuǎn)化特性研究27-28
• 2.3.4 生物質(zhì)與煤混燃NO_X 排放特性研究28-29
• 第3章 秸稈與煤混燃特性及動(dòng)力學(xué)特性研究29-46
• 3.1 概述29
• 3.2 樣品選取和制備29-30
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原煤和秸稈的工業(yè)分析及元素分析29-30
• 3.2.2 樣品脫灰處理30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備30
• 3.4 實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理方法30-33
• 3.4.1 燃燒特性實(shí)驗(yàn)方法30
• 3.4.2 燃燒曲線特征參數(shù)的求取方法30-33
• 3.5 混合燃燒特性實(shí)驗(yàn)研究33-40
• 3.5.1 脫灰秸稈含量對(duì)混燃特性影響實(shí)驗(yàn)研究33-37
• 3.5.2 氧氣含量對(duì)混燃特性影響實(shí)驗(yàn)研究37-40
• 3.6 燃燒動(dòng)力學(xué)特性研究40-44
• 3.6.1 熱分析動(dòng)力學(xué)方程40-42
• 3.6.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求取及分析42-44
• 3.7 本章小結(jié)44-46
• 第4章 礦物成分對(duì)秸稈與煤混燃特性影響實(shí)驗(yàn)研究46-56
• 4.1 概述46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)樣品制備46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)裝置與方法46-47
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論47-55
• 4.4.1 不同秸稈含量下礦物成分對(duì)混燃特性影響實(shí)驗(yàn)研究47-52
• 4.4.2 礦物成分添加量對(duì)混燃特性影響研究52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 秸稈與煤混燃過(guò)程中氮氧化物析出特性實(shí)驗(yàn)研究56-79
• 5.1 概述56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備56-57
• 5.2.1 熱重分析儀與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀系統(tǒng)56-57
• 5.2.2 靜態(tài)燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)57
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法與條件57-59
• 5.4 程序升溫過(guò)程N(yùn)O 析出特性實(shí)驗(yàn)研究59-73
• 5.4.1 不同秸稈含量混合試樣NO 析出特性59-61
• 5.4.2 添加KOH 對(duì)NO 釋放特性影響研究61-64
• 5.4.3 添加NaOH 對(duì)NO 釋放特性影響研究64-67
• 5.4.4 添加CaO 對(duì)NO 釋放特性影響研究67-70
• 5.4.5 添加MgO 對(duì)NO 釋放特性影響研究70-72
• 5.4.6 添加四種堿性礦物質(zhì)對(duì)NO 還原催化能力比較72-73
• 5.5 恒定溫度下秸稈與煤混燃NO 析出特性實(shí)驗(yàn)研究73-75
• 5.6 NO 生成反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究75-77
• 5.6.1 NO 生成動(dòng)力學(xué)描述及求取75-76
• 5.6.2 混燃NO 生成動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析76-77
• 5.7 本章小結(jié)77-79
• 第6章 秸稈與煤混燃過(guò)程N(yùn)O 析出轉(zhuǎn)化灰色理論分析79-89
• 6.1 概述79
• 6.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析原理79-81
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的灰色關(guān)聯(lián)度分析81-84
• 6.4 NO 析出轉(zhuǎn)化特性的GM(0,N)模型84-87
• 6.5 混燃過(guò)程N(yùn)O 轉(zhuǎn)化率的灰色預(yù)測(cè)87-88
• 6.6 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-92
• 參考文獻(xiàn)92-97
• 致謝97-98
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文98

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