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文檔簡介
1、在我國各種能源資源中,煤炭資源最為豐富,從能源消費總量及構成看,煤炭所占的比例一直處于首位。我國一次能源以煤為主,從而導致了嚴重的煤煙型大氣污染,其中以SO<,2>和NO<,x>為主。對于SO<,2>的析出機理和控制措施,人們已經進行了大量的研究工作,并已形成了一系列行之有效的解決方案。而NO<,x>生成過程相對復雜,對NO<,x>的控制方法主要是改變燃燒條件,即低NO<,x>燃燒技術。但是,煤粉燃燒是一個復雜的過程,各組分的生成過程既
2、平行又交叉;其中包括含硫組分和含氮組分之間的相互作用。本文結合上述現狀,選用幾種具有代表性的煤種,在其熱解過程中,對不同形態(tài)硫在氮析出的影響上進行了深入的系統(tǒng)研究。 本文采用NO作為氮析出最終產物的研究對象。含硫組分對氮析出的作用從影響的方式來看,可以分為兩大類:一是直接影響;二是間接影響。具體包含以下四個方面:一是煤中硫在析出和氧化過程中對NO的影響;二是煤中硫燃燒后生成的最終產物對NO的影響;三是煤中硫在熱轉化過程中對NO前
3、驅物造成的影響;四是SO<,2>對NO前驅物造成的影響。本文將從以上幾個方面進行探討。 首先,本文以煤系硫中的一種存在形態(tài)一單質硫為研究對象,選用北皂,萊城,聊城和峰峰幾種具有代表性的實驗煤種,向其中加入不同量的單質硫,觀察NO生成量的變化。研究表明,單質硫對NO生成有一定的影響,主要體現在對NO前驅物NH<,i>的作用上,使其更多得轉化為N<,2>;氮硫相互作用的反應主要發(fā)生在瓷舟尾部的局部富燃料區(qū),在這里由于硫的直接作用及硫
4、加入后對氧化性基團的消耗的影響使部分NO被還原為N<,2>。單質硫對NO的影響還和煤種有關,對于揮發(fā)分含量較高的低階煤影響較小,而對于揮發(fā)分含量較低的高階煤影響卻比較明顯。 其次,深入研究了黃鐵礦對NO生成的影響,主要包含以下幾個方面:一是黃鐵礦去除后對NO生成的影響;二是黃鐵礦加入后對NO生成的影響;三是黃鐵礦去除后對黃臺煤和陽泉煤揮發(fā)分氮和焦炭氮析出的影響;四是洗煤對NO生成的影響;五是貧氧工況下黃鐵礦對半焦還原NO能
5、力的影響。研究表明,黃臺煤和陽泉煤經過HNO<,3>酸洗脫除黃鐵礦后,NO的析出量明顯降低,從而證明了煤粉中的黃鐵礦對NO的生成具有一定的促進作用,并且這種促進作用對黃臺煤的影響更為明顯,表現為HNO<,3>酸洗后NO的減少率D<,No>(HT)>D<,No>(YQ);通過向北皂煤和峰峰煤加入FeS后發(fā)現,FeS對低階煤影響較為明顯;黃臺煤和陽泉煤脫除黃鐵礦后焦炭NO轉化率f<,char>均低于對應的脫灰煤;兗礦煤和新汶煤洗選脫除部分灰
6、分和黃鐵礦后,NO析出峰均有所滯后;通過對半焦還原NO的實驗發(fā)現:煤系黃鐵礦對黃臺貧煤半焦和陽泉無煙煤半焦還原NO的能力都起到了明顯的阻抑作用,這也是煤粉中的黃鐵礦在一定程度上促進NO生成的主要原因。并且黃鐵礦對黃臺貧煤半焦還原NO的影響更為顯著,由此而驗證了HNO<,3>酸洗后NO減少率D<,No>(HT)>D<,No>(YQ)。 最后,研究了SO<,2>的加入對NO及其前驅物造成的影響,結果發(fā)現:在氧化性氣氛下,NO的析出量隨
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