Образование окислов азота и возможности подавления их выбросов при пылеугольном сжигании экибастузского угля

• Автор: Ахметов, Ермек Саликович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Алма-Ата
• Количество страниц: 191 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

ГЛАВА Г. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБРАЗОВАНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА

ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА..

.. Образование термических окислов азота.

1.2. Образование топливных окислов азота.

1.3. Способы подавления процессов образования

окислов азота в топочных устройствах.

Г.4. О расчетных методиках определения выбросов

окислов азота топочными устройствами

Г.5. Исследования выбросов окислов азота при пылеугольном сжигании экибастузских углей и
постановка задачи исследования
ГЛАВА П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Факельный стенд с одиночной горелкой
2.2Конструкции исследованных горелок
2.3. Методика и средства измерений основных величин на факельном стенде.
2.4. Методика измерения концентраций окислов азота
2.5. Огневая модель топочного устройства котла
2.6. Методика измерений основных величин на огневой модели котла ПК.
2.7. Краткая характеристика котла ПК и методика испытаний
ГЛАВА III.ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА ПРИ
СЖИГАНИИ ЭКИБАСТУЗСКИХ УГЛЕЙ НА СТЕНДАХ.
3.1. Экспериментальное исследование образования
окислов азота в пылеугольном факеле на стенде с одиночной горелкой
3.2. Теоретическая оценка образования воздушных
окислов азота на факельном стенде
3.3. Исследование образования окислов азота на огневой модели топки Ермаковской ГРЭС
3.4. Влияние режимных факторов на уровень образования на факельном стенде.
ГЛАВА 1У. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ
ОКИСЛОВ АЗОТА ПРИ ФАКЕЛЬНОМ СЖИГАНИИ ЭКИБАС
ТУЗСКИХ УГЛЕЙ
ГЛАВА У.ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДАВЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ Мх ПРИ ФАКЕЛЬНОМ СЖИГАНИИ УГЛЯ.
5.1. Двухступенчатое сжигание.
5.2. Поисковые исследования конструктивных форм горелочных устройств для снижения выбросов
окислов азота
ГЛАВА УТ.ОБРАЗОВАНИЕ ОКИСЛОВ АЗОТА В ТОПОЧНОЙ КАМЕРЕ
КОТЛОАГРЕГАТА ПК ПРИ СЖИГАНИИ ЭКИБАСТУЗ
СКОГО УГЛЯ
6.1. Изучение образования ЛОк в топочной камере
котлоагрегата
6.2. Состояние оборудования котлоагрегата перед исследованием влияния режимных факторов на
уровень выбросов МУх .
6.3. Влияние избытка воздуха на экономичность и
и выбросы
6.4. Влияние доли первичного воздуха на потери
тепла и уровень выбросов ЛОж .
6.5. Влияние крутки потока вторичного воздуха
на экономичность и уровень выбросов Vx
6.6. Влияние нагрузки котлоагрегата на экономичность и концентрацию ЛОк .
6.7. Исследование уровня выбросов еЛЙ при опытном сжигании высокозольного угля на котле
П Троицкой ГРЭС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИМЕЧАНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ и получено I авторское свидетельство. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения,шести глав,заключения,списка использованной литературы из 6 наименований и приложения. Основной материал работы содержит 9 стр. В первой главе дается обзор литературы по образованию ЛОх »расчётам выбросов и методам подавления окислов азота при сжигании натуральных топлив,в том числе и экибастузского угля. Здесь сформулированы задачи исследования. В третьей главе представлены результаты исследований образования окислов азота на огневых стендах и влияния различных факторов на их уровень выбросов. В этой же главе приводится сопоставление результатов исследований по образованию на огневых стендах с опытными данными,получеиными на натурном котлоагрегате. В четвёртой главе приведён качественный анализ процесса образования ЯОх из азотистых соединений угля при факельном сжигании. Пятая глава посвящена поисковым исследованиям возможностей и эффективности подавления выбросов ЯОх на огневом факельном стенде. В шестой главе приводятся результаты промышленных исследований влияния режимных -факторов на выброс Мх и технико-экономические показатели работы котельных агрегатов ПК и П-. В выводах кратко формулируются результаты проведенных исследований. Настоящая работа выполнена в лаборатории котельных агрегатов КазНИИЭнергетики в - г. ГЛАВА Г. В настоящее время механизм образования окислов азота в топочных устройствах выяснен не полностью. Исследованиями установлено, что в объеме топки котла при горении топлива образуется в основном окись азота. М0Х в уходящих газах составляет 5-7%. Если в начале -ых годов считалось, что окислы азота образуются за счет взаимодействия азота и кислорода воздуха (термические окислы азота), то в дальнейшем было установлено, что происходит также окисление азота топлива(топливные окислы азота). Г. Г. Образование термических окислов азота. Основополагающей по кинетике образования термических окислов азота при горении является работа / б /. Я.Б. Зельдович, Д. А.Франк-Каменецкий, П. Я. Садовников установили, что реакция образования окиси азота при горении и взрывах газовых смесей: имеет термическую природу, не связана с реакциями горения и протекает с поглощением тепла. М ^ + М , (1. На основании экспериментальных данных Я,Б. Зельдовичем были определены кинетические константы и получены уравнения скорости образования МО . Энергия активации прямой реакции образования окиси азота равна 9 ккал/моль, а энергия активации разложения - ккал/моль. АЛО , 0 , г - , 0. Реакция 1. ОН + М2 + мо + ЛН ( Г. Н + ^ МО + он . В литературе имеется ряд работ, в которых сообщалось об экспериментальной проверке механизма окисления азота воздуха, предложенного Зельдовичем. В работе / / показано, что предложение Зельдовича о равновесии между атомарным и молекулярным кислородом не распространяется на зону факела. Поэтому начальная скорость образования МО выше, чем рас-читанная по условиям равновесия. Другими исследованиями установлено, что в образовании ЛО следует учитывать гидроксилы. ОН * Л ^ МО + н (г. При быстром охлаждении продуктов сгорания и температурах, характерных для современных котлоагрегатов, скорость реакции образования МО невелика, а влияние обратной реакции разложения окиси азота незначительно / 8- /. Выход окиси азота определяется температурой, концентрацией кислорода, а также зременем пребывания газов при этих температурах. В этом случае образование / зависит от концентрации кислорода и азота в продуктах сгорания. Ы- -]? Дополнительный источник образования А/О при горении углеводородных газов установил С. Фенимор / 6 /. На основе экстраполяции результатов экспериментального распределения А/О в газовом факеле к началу координат им была высказана гипотеза об образовании "быстрых" А/О . СН + Л2 НСЯ+ л ( 1. Непосредственная экспериментальная проверка образования быстрых Л0 была выполнена Гуревичем / /. Следует, однако,отметить,что доля быстрых Л0 невелика и может составлять лишь 5 - % относительных от уровня выбросов ЛОр.