《高溫下煙氣成分對NO-焦炭反應動力學的影響和競爭機制》是依託哈爾濱工業大學，由孫紹增擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高溫下煙氣成分對NO-焦炭反應動力學的影響和競爭機制
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫紹增
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
煤的燃燒過程中，NO和焦炭之間的反應對污染物NO的生成和還原起著非常重要作用。所以，對真實煤粉燃燒條件下NO-焦炭的反應動力學進行研究是非常必要的。本項目利用高溫攜帶流反應模擬器來製取真實煤粉燃燒條件下煤焦，並研究真實條件下煤焦的孔隙結構特徵；在高溫沉降爐中研究各種煙氣成分(CO、O2、H2O、SO2等)對NO-焦炭反應的影響規律，同時利用X射線光電子能譜等方法分析焦炭表面官能團結構從而獲得各煙氣成分影響反應的競爭機制，了解各煙氣成分對反應影響的機理；在高溫沉降爐中研究不同溫度、不同煤粉燃燒工況產生的氣氛對NO-焦炭反應動力學的影響規律，以焦炭的孔隙結構特徵和多組分氣體的反應競爭機制為基礎，根據氣固反應動力學以及多孔擴散的相關理論，建立典型煤粉燃燒條件下NO-焦炭反應的巨觀動力學模型。本項目可以為正確預測實際煤粉鍋爐NOx排放、採用低NOx燃燒技術有效控制NOx排放提供理論指導。
結題摘要
目前，我國電站燃煤鍋爐排放的NOx對環境的污染日益嚴峻，正確預測煤粉燃燒過程中NOx的生成和還原對NOx的治理和控制具有重要的意義。由於NO-焦炭反應在NOx生成的過程中發揮著重要作用，加之目前國內外對於NO-焦炭反應機理的認識尚不統一，得到動力學參數的差別也較大，所以對高溫條件下NO-焦炭的反應動力學的研究具有重要意義。 本項目首先研究在高溫還原性條件下煤焦的孔隙結構特徵以及變化規律。實驗採用了五種煤種的煤焦，而煤焦的製備是在SHEFR中進行的。實驗採用了壓汞儀和自動吸附儀等儀器來測量煤焦的孔隙結構，研究了在高溫還原性氣氛中不同煤種的煤焦的孔隙結構參數和孔徑分布特徵，並發現不同煤種的煤焦結構參數有很大差異，低階煤種的煤焦具有較大的比表面積、孔容積及孔隙率，從而具有較強的反應性。同時，實驗還研究了煤焦的孔隙結構在高溫還原性氣氛中隨停留時間和溫度的變化規律，並發現在高溫還原性條件下，煤焦具有相似的吸附等溫線；焦炭和CO2、H2O的氣化反應對煤焦顆粒的結構和形態具有重要影響；煤焦的比表面積變化主要取決於微孔。 本項目接著設計搭建了高溫沉降爐（HDTF），然後利用高溫沉降爐（HDTF），配比不同種類和濃度的煙氣成分，研究了CO、O2、CO2、SO2、H2O在不同溫度下對NO-焦炭反應的影響規律，獲得了不同濃度的CO、O2、CO2、SO2、H2O對焦炭還原NO的影響規律，並對其中的原因進行了簡單的討論 本項目最後在搭建的高溫沉降爐上配比了兩種不同種類煙氣成分，研究了不同氧濃度配比，不同CO2濃度配比情況下煙氣成分對NO-焦炭還原的影響，結果表明氧氣的加入使得焦炭-NO還原率有不同程度的降低。
