农作物秸秆与煤流化床混烧的NO_X生成和排放研究

【摘要】： 氮氧化物NO_X是燃烧过程中释放的主要大气污染物之一。为了有效地控制燃烧过程中NO_X的排放,本文研究了农作物秸秆与煤流化床燃烧的NO_X的生成机理与排放规律。 流化床燃烧是一种清洁的燃烧方式,而生物质与煤混烧可以有效控制NO_X的排放,这两个结论是前人经过大量理论和实验研究所得到的。在此基础上,本文采用了在我国生物质资源中最为丰富的农作物秸秆作为实验对象,研究了农作物秸秆与煤在流化床中混烧的NO_X排放规律,得到了一些结论。本文的主要研究工作如下:首先,对国内外氮氧化物的相关研究进行了详细的综述,针对已研究的成果和存在的问题以及课题的背景,提出了本文的研究目的和内容。 通过在STA 409C型热综合分析仪上对煤样和农作物秸秆的试样以及它们以不同的比例所得的混合试样进行燃烧特性分析。结果表明,与其他研究者采用的非秸秆类生物质一样,在煤中加入农作物秸秆后,着火有前移的趋势,同时可以获得更好的燃尽特性。 然后在一小型鼓泡流化床实验台上研究了两种农作物秸秆(玉米杆、小麦杆)单烧、两种煤(合山煤、小龙潭煤)单烧以及以不同比例混合燃烧几种情况下的NO_X的排放规律,实验结果表明,煤和农作物秸秆混烧可以有效降低NO_X的排放。原因是农作物秸秆在流化床底部迅速燃烧和热解,释放出大量的挥发分,挥发分燃烧消耗氧气,抑制了燃料氮转变成NO_X。随着农作物秸秆和煤的混合比例增加,生成的NO_X也降低得越多。 最后结合气固流动、煤粉燃烧和NO生成模型,对一小型流化床NO的生成进行了数值模拟研究,用Fluent软件对流化床内组分分布和NO生成机理及分布规律进行了分析。 【关键词】：农作物秸秆 煤 混烧 流化床 NO_X
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK16
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景8-12
• 1.2 本文的研究内容12-13
• 2 NOX生成机理及国内外对生物质与煤流化床混烧的NOX排放的研究13-27
• 2.1 NOX 的危害13
• 2.2 NOX 的生成机理13-21
• 2.3 影响NOX 排放的因素21-24
• 2.4 国内外对生物质与煤混烧的NOX 排放研究24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 玉米杆与煤的混合燃烧特性的研究27-35
• 3.1 实验设备及实验说明27-28
• 3.2 实验结果及分析28-35
• 4 农作物秸秆与煤流化床混烧的NOX排放的实验研究35-46
• 4.1 实验台架和实验条件35-37
• 4.2 实验结果和讨论37-45
• 4.3 本章小结45-46
• 5 流化床内NOX生成的模拟研究46-55
• 5.1 物理数学模型的建立46-51
• 5.2 模拟对象及边界条件51-52
• 5.3 模拟结果52-53
• 5.4 本章小结53-55
• 6 全文总结55-57
• 6.1 本文的主要工作及结论55
• 6.2 对今后进一步工作的建议55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-63
• 附录 作者在读期间发表的文章63

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