生物質(zhì)直接再燃脫硝特性試驗(yàn)研究.pdf

1、燃煤氮氧化物是大氣環(huán)境污染的主要物質(zhì)之一，對(duì)氮氧化物的控制勢(shì)在必行。生物質(zhì)再燃技術(shù)是適合國情的低成本、高效率的新技術(shù)，結(jié)合了節(jié)能和減排兩大主題，具備良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。 試驗(yàn)選取具有典型特性的麥秸、玉米秸、棉稈、梧桐木、松木、楊木等6種生物質(zhì)作為再燃燃料。首先區(qū)分草本植物、木本植物，研究其基本性質(zhì)、熱解特性和燃燒特性，發(fā)現(xiàn)：生物質(zhì)普遍S、N含量很低，自身燃燒生成的大氣污染物較少。生物質(zhì)中C元素含量較低，而H元素含量較高，

2、熱值較低。6種生物質(zhì)揮發(fā)分含量較高，均在62％以上，易于燃燒。生物質(zhì)灰中含有多種活性堿金屬鹽類，對(duì)脫硝具有促進(jìn)作用。生物質(zhì)的熱解和燃燒過程中失重速率較大，熱解溫度、著火溫度、燃燒溫度均低于燃煤，是理想的再燃燃料。雖然木本植物的揮發(fā)分、發(fā)熱量均高于草本植物，但木本植物的熱解溫度及燃燒溫度均高于草本植物約30℃，燃燒相對(duì)困難。 對(duì)生物質(zhì)基本再燃還原NO進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：6種生物質(zhì)均是理想的再燃燃料，可以達(dá)到65％～70％左

3、右的脫硝效果。不同燃料的脫硝效率存在差別，麥稈、棉稈、松木、梧桐木的脫硝效率較高，可達(dá)到67％以上的脫除效率。多種影響脫硝效率的因素均存在最佳的取值范圍。反應(yīng)溫度越高，脫硝效率越高，但溫度高于1300℃后，熱力型NOx大量生成，最佳溫度選取在1000℃～1200℃；過量空氣系數(shù)越小則還原性氣氛越強(qiáng)，但容易形成不完全燃燒，而過大則會(huì)造成CH基團(tuán)的氧化，過量空氣系數(shù)推薦選取在0.7～0.8；再燃比較小時(shí)，達(dá)不到還原NO所需的CH根濃度，再燃

4、比過大則會(huì)造成燃燒效率降低，推薦再燃比為20％；停留時(shí)間的延長會(huì)使還原反應(yīng)完全，但受實(shí)際反應(yīng)空間限制，停留時(shí)間選取在0.7s～0.8s。研究發(fā)現(xiàn)，燃料的粒徑對(duì)脫硝效果基本上無影響。 木本植物和草本植物的脫硝能力不相上下，脫硝能力是生物質(zhì)揮發(fā)分含量和熱解特性、燃燒特性等因素的綜合作用結(jié)果，生物質(zhì)熱解特性對(duì)脫硝溫度特性影響較大?；旌仙镔|(zhì)同樣是較好的再燃燃料，其脫硝效率略低于多種生物質(zhì)脫硝效率的理論平均值，適合工業(yè)應(yīng)用。

5、 先進(jìn)再燃脫硝中，考察的6種生物質(zhì)均可以達(dá)到81％～90％左右的效果。不同燃料的脫硝效率存在差別，麥稈、棉稈、松木、梧桐木的脫硝效率較高，可達(dá)到86％以上的脫除效率。多種影響先進(jìn)再燃脫硝效率的因素均存在最佳的取值范圍。反應(yīng)溫度過低，氨劑參與的還原反應(yīng)速率過低，但高于950℃后，NH3開始氧化生成NO，最佳溫度選取在1000℃左右。過低的過量空氣系數(shù)不利于氨劑的還原反應(yīng)，過高也會(huì)造成氨劑的氧化，過量空氣系數(shù)選取在0.7～0.8。氨氮比過低

6、則達(dá)不到理想的脫硝效率，而過高時(shí)氨逃逸造成二次污染，推薦選取1.5～2之間。 先進(jìn)再燃試驗(yàn)中，再燃和氨劑脫硝表現(xiàn)出一定的協(xié)同特性。即在基本再燃效率較低時(shí)，氨劑脫硝表現(xiàn)出較高的脫硝效率；在基本再燃效率較高時(shí)，氨劑脫硝效率相對(duì)較低。兩者協(xié)同脫硝的最終效果表現(xiàn)為不同生物質(zhì)先進(jìn)再燃的脫硝效率基本相同。 添加劑的加入可以有效增加先進(jìn)再燃的效果，拓展適合還原反應(yīng)的溫度窗口，合適的溫度可在950℃～1100℃之間選擇。試驗(yàn)中，Na