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燃料化学学报 2019年第2期47卷 233-241页

作者：肖香方平黄建航唐子君陈雄波吴海文岑超平唐志雄环境保护部华南环境科学研究所广东广州510655 广东省水与大气污染防治重点实验室广东广州510655

在模拟水泥分解炉的实验台架上研究CO_2浓度(体积分数0-35%)对污泥再燃还原性气体析出特性及其对污泥与污泥焦还原NO反应的动态变化规律的影响。结果表明,污泥再燃产生的还原性气体主要为HCN、NH_3、CH_4及CO;当CO_2浓度从0增加到25%时... 详细信息

在模拟水泥分解炉的实验台架上研究CO_2浓度(体积分数0-35%)对污泥再燃还原性气体析出特性及其对污泥与污泥焦还原NO反应的动态变化规律的影响。结果表明,污泥再燃产生的还原性气体主要为HCN、NH_3、CH_4及CO;当CO_2浓度从0增加到25%时,由于CO_2与污泥焦气化作用增强,导致HCN、NH_3及CH_4的析出量缓慢下降,而CO析出量显著增加,最终促进NO还原率从51%增加至61%;继续增加CO_2浓度至35%,由于CO_2的辐射吸收导致局部热不稳定性增强,气化作用的减弱导致CO析出量下降,且HCN析出量有较大幅度下降,NH_3析出量变化不大,CH_4析出量有一定幅度上升,综合影响使得NO的还原率逐渐下降至55%。研究表明,实验室条件下污泥再燃能较高效地对烟气中NO进行还原;机理研究表明,污泥再燃过程中同时存在对NO的气气均相还原反应和气固异相还原反应,实验确定污泥焦对NO的气固异相还原率仅为18%,因此,污泥脱硝以气气均相还原反应为主。

关键词： CO2 还原性气体污泥污泥焦 NO还原

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Ca-L脱碳烟气环境下干化污泥热化学反应及协同脱硝实验研究

Ca-L脱碳烟气环境下干化污泥热化学反应及协同脱硝实验研究

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作者：曹嵩山安徽工业大学

学位级别：硕士

CO排放引起的温室效应已经严重影响到人类的生存与发展,低碳减排已成为必然趋势。钙基循环法(Ca-L)是有效吸收电厂烟气中CO的技术之一,但存在捕捉CO过程中释放的大量热量随烟气排出,产生能源浪费的现象,另外,Ca-L脱碳烟气中仍含有大量N... 详细信息

CO排放引起的温室效应已经严重影响到人类的生存与发展,低碳减排已成为必然趋势。钙基循环法(Ca-L)是有效吸收电厂烟气中CO的技术之一,但存在捕捉CO过程中释放的大量热量随烟气排出,产生能源浪费的现象,另外,Ca-L脱碳烟气中仍含有大量NOx,造成了环境污染。这两方面的问题限制了钙基循环法的进一步应用。本文提出了利用Ca-L脱碳烟气提供的热量和还原性环境,选用干化市政污泥,进行污泥焦的制备和Ca-L脱碳烟气中NOx的协同脱除,同时实现污泥的资源化利用。本文利用自行搭建的大物料量热重实验台和孔径分析仪等设备从以下三个方面展开了研究:(1)研究干化污泥在脱碳气氛下的热化学反应特性,建立反应动力学模型;(2)研究制焦条件对污泥焦孔隙特性及分形机理的影响规律;(3)研究干化污泥脱硝特性及污泥焦中的氮迁移规律。在自行搭建的大物料量热重实验台研究了Ca-L脱碳烟气中污泥在不同工况(升温速率,CO浓度和氧含量)下的热化学反应特性,并建立了反应动力学模型。研究结果表明:污泥的失重峰、着火温度和燃尽温度随升温速率的增加向高温区移动,随氧含量和CO浓度的增加向低温区移动。由动力学分析可知,反应级数模型适合污泥的大物料量热重实验。表观活化能E和指前因子A随升温速率和氧含量的增加而增加,随CO浓度的增加而减小。在快速制焦实验台研究了Ca-L脱碳烟气中制焦条件对污泥焦的孔隙结构影响并求解其分形维数D。研究结果表明:制焦温度越高,污泥焦的孔隙结构越发达;随制焦时间的增加,污泥焦的孔隙结构和比表面积先发展后破坏;脱碳烟气中氧含量和CO浓度的增加,不利于污泥焦孔隙结构的发展。根据分形机理的研究发现,污泥焦的分形维数D变化规律和孔隙结构发展规律一致。在脱硝实验台研究了Ca-L脱碳烟气中干化污泥的脱硝特性及污泥焦中的氮迁移规律。研究结果表明:随反应温度和NO初始浓度的增加,污泥脱硝率增加;随氧含量的增加,污泥和污泥焦的脱硝率降低,污泥焦的脱硝贡献率不容忽视;酸洗脱灰后污泥焦的脱硝率得到略微提升。污泥中主要含有P-N、N-6、N-5、N-Q四种含氮官能团,其中P-N最多。随着氧含量的增加,脱硝反应剩余焦样中含氮官能团中:N-6、N-5和N-Q含量减少,N-X含量增多。

关键词： Ca-L脱碳烟气大物料量热重热化学反应污泥焦脱硝

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