糠醛渣氣化燃燒過程中氮氧化物生成規(guī)律的研究.pdf

1、煤炭燃燒過程中會(huì)生成氮氧化物，對(duì)環(huán)境造成污染。另一方面，中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，大量的農(nóng)業(yè)廢棄物被就地焚燒，同樣對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。生物質(zhì)是一種較理想的可再生替代燃料，但由于熱值低、水分高、組成復(fù)雜等特點(diǎn)，較難通過直接焚燒的方式轉(zhuǎn)化為能源。而借助氣化技術(shù)，可以將高含水量的生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，具有優(yōu)秀的燃燒特性。先氣化后燃燒是一種較為理想的生物質(zhì)處理工藝，正逐漸受到關(guān)注。
　　玉米芯是一種典型的農(nóng)業(yè)廢棄物，多用于提煉糠醛，而被

2、脫去半纖維素后的糠醛渣保留了木質(zhì)素等高熱值組分。但由于糠醛的生產(chǎn)工藝使得糠醛渣水分含量較高，不適合直接用于燃燒技術(shù)，在實(shí)際工程中多采用氣化后燃燒的工藝過程。作者對(duì)河北邯鄲和上海松江的糠醛渣氣化燃燒工程應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，氮氧化物排放濃度最高達(dá)到了800mg/Nm3。
　　針對(duì)糠醛渣氣化燃燒系統(tǒng)氮氧化物排放濃度高的問題，作者設(shè)計(jì)開展了一系列實(shí)驗(yàn)，研究了糠醛渣氣化過程中氮氧化物及其前驅(qū)物的析出規(guī)律和存在形態(tài)，以及氣化氣燃燒過程中含氮組

3、分的轉(zhuǎn)化過程，揭示了氮氧化物大量生成的反應(yīng)機(jī)理，并給出了改進(jìn)方案。
　　氣態(tài)含氮產(chǎn)物析出過程的研究借助了TG-FTIR，結(jié)果表明糠醛渣熱解過程中氮元素主要以HCN的形式析出，析出峰值位于350℃左右?；诳偨Y(jié)的氮氧化物生成機(jī)理，給出了氣化過程中糠醛渣析出含氮?dú)怏w組分并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氮氧化物的反應(yīng)途徑。
　　含氮焦油析出過程的研究在自行搭建的氣化實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，借助GC-MS對(duì)焦油產(chǎn)物進(jìn)行了檢測(cè)。糠醛渣氣化過程中含氮焦油主要以吡啶

4、、吡咯等環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在，在后續(xù)氧化反應(yīng)中易轉(zhuǎn)化為HCN，并進(jìn)一步形成氮氧化物。
　　在此基礎(chǔ)上，搭建糠醛渣氣化燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了真實(shí)氣化產(chǎn)氣燃燒過程中氮氧化物的生成規(guī)律，并對(duì)河北邯鄲和上海松江的糠醛渣氣化燃燒系統(tǒng)的氮氧化物生成過程進(jìn)行了分析。氣化爐方面，爐蓖布風(fēng)不均使得氣化面積降低，燃料消耗速率降低，氣化當(dāng)量比上升，熱解層減少，反應(yīng)更接近與燃燒條件，導(dǎo)致氣化產(chǎn)物熱值大幅降低。氣化氣燃燒方面，氣化產(chǎn)氣熱值的降低導(dǎo)致當(dāng)量燃燒需氧量大幅