分解炉煤粉与RDF混烧过程中NOx生成及还原规律的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

我国能源消费以煤为主，大气污染属于煤烟型，随着经济的发展，燃煤量急剧增加，环境污染日益严重。氮氧化物是燃煤长生的主要污染物之一，近年来氮氧化物排放逐渐受到重视。而rdf（垃圾衍生燃料）技术的诞生，为垃圾能源化带来了生机。在水泥分解炉中用rdf替代一部分燃料进行燃烧，不仅能降低化石燃料煤粉的使用量、使原来以焚烧或填埋的方法来处理的垃圾废物利用，还能对减少分解炉中的氮氧化物排放起到一定的促进作用，具有非常重要的工程意义。该技术在国外的研究已开展多年，但国内的研究工作才刚刚起步，有待我们进一步深入调研。

已有很多学者对rdf单独燃烧时的燃烧特性进行了研究，并取得了一定成果。如中国科学院广州能源所得郭小汾、杨雪莲等探讨了rdf的燃烧过程，并由它们的微分热重曲线计算出它们的反应动力参数并对影响反应常数的因素进行了研究。而中国科学院山西煤炭化学研究所的王志奇、李海滨等探讨了喷流-移动床rdf热解燃烧温度和气体分布，得出结论热解气体中氧含量很低，而氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等气体含量较高。而随着研究的深入，更多的学者开始研究rdf与煤混烧时的尾气排放特性，特别是氮氧化物的排放特征。董长青、金保升发现，在燃烧的煤中加入垃圾时，n2o排放浓度迅速降低，随着垃圾与煤掺烧比例增加，n2o排放浓度又略有升高；当垃圾与煤掺烧比例恒定时，随床温增加，n2o排放浓度呈下降趋势。董长青还发现在混烧过程中随垃圾加入量的增加，no排放浓度降低。当掺烧比不变，温度增加时，no排放量增加。张东平认为垃圾挥发分中的氮通常以nhx基团的形式存在而不是以hcn或者其它的cn基团释放出来,同时挥发分中高能级的碳氢化合物原子团也可还原部分nox。垃圾中挥发分快速析出所形成的焦炭有较高的孔隙率和较高的活性,促进nox分解;同时还原性气体的存在对no也有一定的还原作用。hcn或者其它的cn基团释放出来,同时挥发分中高能级的碳氢化合物原子团也可还原部分nox。垃圾中挥发分快速析出所形成的焦炭有较高的孔隙率和较高的活性,促进nox分解;同时还原性气体的存在对no也有一定的还原作用。

然而，在分解炉环境下，rdf与煤粉对分解炉混烧中nox生成及还原规律还基本无人研究，有待我们进一步考察。目前已有的结论为：在混烧过程中，首先，作为rdf和煤有机成分之一的n在热解过程中将以气相氮、焦油氮以及焦炭氮的形式存在，其中气相氮存在形式为n2o与no的前驱体，接着，焦油氮进一步裂解成nh3、hcn和hcno。然后，这些nox的前驱体及氮在后续的燃烧过程中转化为no/no2或者n2。由上分析，可将燃料氮分为挥发n和焦炭n两种。其中，挥发n所释放的nox前驱物对其形成影响很大，为避免它的形成，必须了解当rdf与煤粉共燃时分解炉环境因素对nox前驱体选择性转化的影响规律。另一方面，焦炭n包括rdf中和煤中的焦炭n两部分，目前针对煤中焦炭n转化为no的问题结论不统一，而针对rdf中焦炭n的转化问题相关研究较少，因此有必要针对rdf与煤共燃时分解炉环境因素对焦炭n转化为nox的影响规律开展深入研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1．研究分解炉工况下，“煤粉、rdf及其混合燃料”燃烧时自生成“挥发份型nox”、“焦炭型nox”的规律；

2．研究分解炉工况下，“煤粉/rdf/混合燃料”中挥发份、焦炭对输入型nox的还原规律；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，研究挥发份还原nox和焦炭还原nox的规律。

第9－12周：研究温度、rdf掺入比例、空气过剩系数等分解炉环境因素对nox生成以及还原转化的影响规律。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]柏继松，余春江.煤和垃圾衍生燃料循环流化床混烧的试验研究[j].中国电机工程学报.2012（14）：36-41.

[2]李延吉，邹科威.垃圾衍生燃料焚烧污染物排放实验与模拟[j].浙江大学学报.2014(7):1254-1259.

[3]赵松,李海滨,阎常峰,赵增立,陈勇.垃圾衍生燃料(rdf)流化床燃烧过程中nox的产生[j].太阳能学报.2006(02)：311-315.