高碱燃料富氧燃烧碱金属硫酸盐化反应特性研究
发布时间：2023-03-25 01:23
高碱燃料在燃烧过程中存在燃烧设备结渣、沾污和腐蚀等问题,严重限制了高碱燃料的大规模利用。硫酸盐化反应可以将碱金属氯化物转化为熔点更高、腐蚀性更低的硫酸盐,从而减轻结渣、沾污和腐蚀等问题。循环流化床富氧燃烧技术是最具有商业应用价值的碳捕集、利用与封存技术之一,其较低的运行温度(850-950℃)有利于减轻上述灰相关问题。研究表明由于再循环烟气的富集作用和燃烧气氛中较强的氧化性,富氧燃烧气氛中含有高浓度SO2和SO3,有利于碱金属硫酸盐化反应进行。因此,开展循环流化床富氧燃烧过程中硫酸盐化反应特性研究具有重要的学术意义和应用价值。本论文主要针对典型高碱燃料在循环流化床富氧燃烧过程中碱金属硫酸盐化反应及其对Na(K)/S/Cl/N迁移转化的影响进行研究。利用水平管式炉和50 kW循环流化床富氧燃烧试验台研究碱金属硫酸盐化异相反应机理、高碱煤和生物质两类高碱燃料在富氧燃烧过程中硫酸盐化反应对Na(K)/S/Cl/N迁移转化特性、SO2和SO3实现硫酸盐化反应的有效性,以及操作参数对SO3
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 碱金属诱发的灰问题
1.2.1 高碱燃料燃烧过程中的沾污问题
1.2.2 高碱燃料燃烧过程中的腐蚀问题
1.3 硫酸盐化反应机理以及反应对沾污和腐蚀的影响研究进展
1.3.1 碱金属硫酸盐化反应机理研究进展
1.3.2 硫酸盐化反应对沾污和腐蚀的影响研究进展
1.4 高碱燃料燃烧过程中Na(K)/S/Cl迁移转化特性研究进展
1.4.1 高碱燃料空气燃烧过程中Na(K)/S/Cl迁移转化特性
1.4.2 高碱燃料富氧燃烧过程中Na(K)/S/Cl迁移转化特性
1.5 高碱燃料富氧燃烧下N转化特性研究进展
1.5.1 富氧燃烧气氛下N转化特性
1.5.2 碱金属对N转化的影响研究
1.6 研究目的和主要内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
第2章 富氧燃烧气氛下碱金属硫酸盐化反应机理
2.1 引言
2.2 试验系统与试验方案
2.2.1 试验系统
2.2.2 试验原料
2.2.3 试验工况及分析方法
2.3 反应参数对碱金属硫酸盐化异相反应的影响
2.3.1 反应物浓度对反应的影响
2.3.2 反应时间和燃烧气氛对反应的影响
2.3.3 反应温度对反应的影响
2.4 碱金属硫酸盐化异相反应动力学分析
2.5 矿物质对碱金属硫酸盐化异相反应的影响
2.5.1 单一矿物质的影响
2.5.2 多种矿物质的耦合影响
2.6 本章小结
第3章 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移转化的影响
3.1 引言
3.2 试验系统与试验方案
3.2.1 试验原料
3.2.2 试验系统
3.2.3 取样方法
3.2.4 试验工况
3.2.5 分析方法
3.2.6 数据处理方法
3.3 高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移转化特性
3.3.1 高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移特性
3.3.2 高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl转化特性
3.3.3 高碱煤富氧燃烧过程中底渣、循环灰、积灰和飞灰微观形貌
3.4 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧成灰过程Na/S/Cl迁移转化的影响
3.4.1 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移的影响
3.4.2 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧积灰形貌和元素组成的影响
3.5 硫酸盐化反应对高碱煤燃烧过程中Na/S/Cl迁移转化的影响
3.6 本章小结
第4章 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧NO和N2O生成的影响
4.1 引言
4.2 试验系统和试验方案
4.2.1 试验原料
4.2.2 试验系统
4.2.3 试验工况
4.2.4 分析方法
4.2.5 数据处理方法
4.3 高碱煤富氧燃烧过程中NO和 N2O生成特性
4.3.1 煤种对NO和 N2O生成的影响
4.3.2 入口氧气浓度对NO和N2O生成的影响
4.3.3 模拟再循环SO2对NO和N2O生成的影响
4.4 碱金属硫酸盐化反应对富氧燃烧过程中NO和N2O生成的影响
4.4.1 碱金属硫酸盐化反应对燃料氮转化的影响
4.4.2 碱金属硫酸盐化反应对再循环NO的影响
4.5 本章小结
第5章 硫酸盐化反应对生物质富氧燃烧K/S/Cl/N迁移转化影响
5.1 引言
5.2 试验系统和试验方案
5.2.1 试验原料
5.2.2 试验系统
5.2.3 试验工况
5.2.4 分析方法
5.2.5 数据处理方法
5.3 生物质/半焦富氧燃烧K/S/Cl/N迁移转化特性
5.3.1 掺混燃料和燃烧气氛的影响
5.3.2 入口氧气浓度的影响
5.3.3 掺混比的影响
5.3.4 生物质富氧燃烧过程中K/S/Cl转化特性
5.4 添加硫酸铵对生物质/半焦富氧燃烧K/S/Cl/N迁移转化的影响
5.4.1 硫酸铵喷入量和掺混燃料的影响
5.4.2 添加位置的影响
5.4.3 入口氧气浓度的影响
5.4.4 过量氧气系数的影响
5.5 生物质燃烧过程中联合控制Cl腐蚀和NOx超低排放方案
5.6 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3770246
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
符号说明表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 碱金属诱发的灰问题
1.2.1 高碱燃料燃烧过程中的沾污问题
1.2.2 高碱燃料燃烧过程中的腐蚀问题
1.3 硫酸盐化反应机理以及反应对沾污和腐蚀的影响研究进展
1.3.1 碱金属硫酸盐化反应机理研究进展
1.3.2 硫酸盐化反应对沾污和腐蚀的影响研究进展
1.4 高碱燃料燃烧过程中Na(K)/S/Cl迁移转化特性研究进展
1.4.1 高碱燃料空气燃烧过程中Na(K)/S/Cl迁移转化特性
1.4.2 高碱燃料富氧燃烧过程中Na(K)/S/Cl迁移转化特性
1.5 高碱燃料富氧燃烧下N转化特性研究进展
1.5.1 富氧燃烧气氛下N转化特性
1.5.2 碱金属对N转化的影响研究
1.6 研究目的和主要内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
第2章 富氧燃烧气氛下碱金属硫酸盐化反应机理
2.1 引言
2.2 试验系统与试验方案
2.2.1 试验系统
2.2.2 试验原料
2.2.3 试验工况及分析方法
2.3 反应参数对碱金属硫酸盐化异相反应的影响
2.3.1 反应物浓度对反应的影响
2.3.2 反应时间和燃烧气氛对反应的影响
2.3.3 反应温度对反应的影响
2.4 碱金属硫酸盐化异相反应动力学分析
2.5 矿物质对碱金属硫酸盐化异相反应的影响
2.5.1 单一矿物质的影响
2.5.2 多种矿物质的耦合影响
2.6 本章小结
第3章 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移转化的影响
3.1 引言
3.2 试验系统与试验方案
3.2.1 试验原料
3.2.2 试验系统
3.2.3 取样方法
3.2.4 试验工况
3.2.5 分析方法
3.2.6 数据处理方法
3.3 高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移转化特性
3.3.1 高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移特性
3.3.2 高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl转化特性
3.3.3 高碱煤富氧燃烧过程中底渣、循环灰、积灰和飞灰微观形貌
3.4 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧成灰过程Na/S/Cl迁移转化的影响
3.4.1 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧成灰过程中Na/S/Cl迁移的影响
3.4.2 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧积灰形貌和元素组成的影响
3.5 硫酸盐化反应对高碱煤燃烧过程中Na/S/Cl迁移转化的影响
3.6 本章小结
第4章 硫酸盐化反应对高碱煤富氧燃烧NO和N2O生成的影响
4.1 引言
4.2 试验系统和试验方案
4.2.1 试验原料
4.2.2 试验系统
4.2.3 试验工况
4.2.4 分析方法
4.2.5 数据处理方法
4.3 高碱煤富氧燃烧过程中NO和 N2O生成特性
4.3.1 煤种对NO和 N2O生成的影响
4.3.2 入口氧气浓度对NO和N2O生成的影响
4.3.3 模拟再循环SO2对NO和N2O生成的影响
4.4 碱金属硫酸盐化反应对富氧燃烧过程中NO和N2O生成的影响
4.4.1 碱金属硫酸盐化反应对燃料氮转化的影响
4.4.2 碱金属硫酸盐化反应对再循环NO的影响
4.5 本章小结
第5章 硫酸盐化反应对生物质富氧燃烧K/S/Cl/N迁移转化影响
5.1 引言
5.2 试验系统和试验方案
5.2.1 试验原料
5.2.2 试验系统
5.2.3 试验工况
5.2.4 分析方法
5.2.5 数据处理方法
5.3 生物质/半焦富氧燃烧K/S/Cl/N迁移转化特性
5.3.1 掺混燃料和燃烧气氛的影响
5.3.2 入口氧气浓度的影响
5.3.3 掺混比的影响
5.3.4 生物质富氧燃烧过程中K/S/Cl转化特性
5.4 添加硫酸铵对生物质/半焦富氧燃烧K/S/Cl/N迁移转化的影响
5.4.1 硫酸铵喷入量和掺混燃料的影响
5.4.2 添加位置的影响
5.4.3 入口氧气浓度的影响
5.4.4 过量氧气系数的影响
5.5 生物质燃烧过程中联合控制Cl腐蚀和NOx超低排放方案
5.6 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3770246
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3770246.html