燃煤化学链燃烧过程中汞的迁移变化规律开题报告

全文总字数：2359字

1. 研究目的与意义

近年来提出的化学链燃烧是一种具有高效、内分离CO₂以及低NO_x特点的新型燃烧方式，因其实现了燃料利用过程中化学能的梯级利用，从而提高了燃料利用热效率，已成为提高能源利用率、减少环境破坏和保护现有资源等问题的重要研究方向。

随着人们环保意识的增强，对以汞为主的重金属污染物的危害有了进一步的认识。煤燃烧所产生的汞污染物是大气汞排放的主要来源，由于其对生态环境和人类健康造成了极大的威胁，所以国内外对燃烧过程中汞的析出规律的研究十分重视。

化学链燃烧与传统燃烧相比，无论是在燃烧机理、燃烧条件还是烟气组分等方面都有所不同，导致传统燃烧过程中汞的迁移变化机理可能并不适用于化学链燃烧过程中汞的迁移变化规律。现阶段国内外对化学链燃烧的研究主要集中在反应机理、选择制备载氧体、优化反应器设计以及系统分析和数值模拟等方面，而对于化学链燃烧过程中污染物的产生研究较少。本文将初步探讨燃煤化学链燃烧过程中汞的迁移变化规律及其影响。

2. 国内外研究现状分析

燃煤烟气中汞的氧化过程受燃烧温度、烟气温度、烟气成分、煤中含汞量、冷却速率、飞灰量及组成、烟气中的残留颗粒炭含量、锅炉空气污染控制装置、流道结构及表面性质等多种因素影响。

finkelman 等人发现煤中的汞可以在150℃左右的低温下挥发。carey等人研究发现飞灰和某些灰成分（fe和al）对汞的氧化起催化氧化作用。laudal等人通过模拟烟气研究烟气组分（o₂、co₂、h₂o、n₂、so₂、hcl、no、no₂、hf、cl₂）对单质汞-飞灰和单质汞-碳吸附反应的影响，发现no₂会抑制飞灰和碳对单质汞的吸附，但会促进单质汞的形态转化。

随着co₂减排越来越受到人们的关注，化学链燃烧因其具有高效低成本分离co₂的特点，越来越受到全世界研究学者的青睐。目前对化学链燃烧的研究已经有很多，主要集中在四个方面：载氧体的选择和制备、化学链燃烧反应机理、化学链燃烧反应器的优化设计以及系统分析和数值模拟。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

(1)了解化学链燃烧技术反应机理；

(2)总结化学链燃烧过程中汞的迁移变化规律；

4. 研究创新点

化学链燃烧与传统燃烧相比，无论是在燃烧机理、燃烧条件还是烟气组分等方面都有所不同，导致传统燃烧过程中汞的迁移变化机理可能并不适用于化学链燃烧过程中汞的迁移变化规律。

本课题利用管式炉改变反应器内气氛来分别模拟空气反应器和燃料反应器，通过改变反应气体及反应温度，探究化学链燃烧过程中各因素对燃煤中汞迁移变化的影响。