集中供热锅炉烟气脱硝关键技术研发及工程应用研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：X5密级：公开UDC：502学号：099087集中供热锅炉烟气脱硝关键技术研发及工程应用研究研究生姓名：周长城导师姓名：金保昇申请学位类别工学博士学位授予单位东南大学一级学科名称环境科学与工程论文答辩日期20年月日二级学科名称学位授予日期20年月日答辩委员会主席评阅人2018年月日分类号：X5密级：公开UDC：502学号：099087东南大学博士学位论文集中供热锅炉烟气脱硝关键技术研发及工程应用研究研究生姓名：周长城导师姓名：金保昇申请学位级别工学博士学科专业名称环境科学与工程论文提交日期20年月日论文答辩日期20年月日学位授予单位

2、东南大学学位授予日期20年月日答辩委员会主席评阅人2018年月日ADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringResearchandApplicationofFlueGasDenitrificationTechnologyinCentralHeatingBoilerBYZhouChangchengSupervisedbyJinBaoshengSchoolofEnergyandEnvironmentSoutheastUniversityMay

3、.2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和

4、电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。　研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要集中供热是我国北方广大地区城镇居民冬季集中采暖供热的主要方式，也是城市公共事业的重要组成部分，冬季供暖会使得局地PM2.5浓度显著增加，其中氮氧化物（NOx）是PM2.5形成的重要前驱物。集中供热中心一般紧邻城市居民集中区，具有占地空间小、安全要求高

5、的特点；同时，集中供热锅炉运行受热负荷需求波动的影响较大，采暖期的初、中、末期以及一天中的昼夜均有较大幅度的负荷波动，对脱硝设施的安全、稳定、可靠运行形成了巨大的挑战。因此，针对集中供热锅炉的特点，研发适应性的脱硝技术具有重要的工程意义和实践价值。针对集中供热锅炉负荷变化速率大、频次高等特点，研发出还原剂快速响应调控技术，硬件上发明了套筒鼠笼式喷氨流量调节装置，形成了等百分比和线性结合的开度-流量响应曲线，克服了现有技术流量变化滞后于调节开度的难题，大幅提升了调节特性；软件上形成了基于前馈-反馈模糊控制的尿素流量控制策略，以进口NOx浓度、烟气量、喷氨量作为前

6、馈输入变量，通过物料平衡及PI控制器运算获取输出控制尿素流量调节，实现对负荷的快速跟踪；以出口NOx浓度偏差及其变化率为反馈模糊输入变量，以尿素流量调节增量为模糊输出变量，搭建二维模糊控制器，叠加控制输出与前馈控制输出信号后，修正细调前馈控制输出以精确稳定控制整个脱硝过程。将上述成果应用于十多项集中供热锅炉烟气脱硝工程，实现了喷氨自动控制，运行稳定。针对集中供热锅炉负荷变化幅度广，现有催化剂在低负荷条件下效率低下的缺陷，对锰基催化剂的制备与改性进行了研究。采用四种工艺制备了Mn-Fe及Mn-Ti催化剂并考察其活性，结果表明高于180℃时两种体系活性相当，低于1

7、80℃时Mn-Fe活性优于Mn-Ti催化剂，共沉淀法制备的Mn-Fe的活性窗口范围要远大于柠檬酸法，其比表面积、NH3吸附酸位点、稳定性等均相对较高；探究了过渡金属(Cr，Zr，Mo)对脱硝性能的影响，发现Cr的掺入可明显增加活性，提高Mn-Fe体系催化剂的比表面积、活性组分的分散性、NH3吸附酸位点、氧化还原性能、抗水蒸气和SO2中毒能力等。在Mn-Fe-Cr粉末催化剂的研究基础上，用涂覆的方法制备工业尺寸的蜂窝催化剂，在实际工业烟气的条件下探索适于蜂窝式催化剂在工业烟气中最佳运-1出口NO行参数，结果表明Mn-Fe-Cr催化剂在温度为140℃左右、空速为4

8、000hx浓度可降低至50mg/m3以