Nghiên cứu thực nghiệm và động học quá trình khử oxit nitơ bằng công nghệ đốt cháy lại

Bài viết Nghiên cứu thực nghiệm và động học quá trình khử oxit nitơ bằng công nghệ đốt cháy lại trình bày kết quả thực nghiệm và động học quá trình khử oxit nitơ (NO) bằng công nghệ đốt cháy lại. Thí nghiệm được tiến hành trên thiết bị phản ứng dạng ống kết hợp béc đốt Mc Kenna cho phép tạo ngọn lửa phẳng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thực nghiệm và động học quá trình khử oxit nitơ bằng công nghệ đốt cháy lại 54 Đào Duy Quang, Nguyễn Phan Trúc Xuyên, Nguyễn Minh Thông NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH KHỬ OXIT NITƠ BẰNG CÔNG NGHỆ ĐỐT CHÁY LẠI EXPERIMENTAL AND KINETIC STUDY OF NITRIC OXIDE REDUCTION BY GAS REBURNING TECHNIQUE Đào Duy Quang1, Nguyễn Phan Trúc Xuyên1, Nguyễn Minh Thông2 1 Trường Đại học Duy Tân; daoduyquang@gmail.com; trucxuyen.mt1503@gmail.com 2 Phân hiệu Đại học Đà Nẵng tại Kon Tum, Đại học Đà Nẵng; thongsphoa @gmail.com Tóm tắt - Bài báo này trình bày kết quả thực nghiệm và động học Abstract - In this article, an experimental and chemical kinetic study quá trình khử oxit nitơ (NO) bằng công nghệ đốt cháy lại. Thí of the nitric oxide reduction by methane gas reburning process is nghiệm được tiến hành trên thiết bị phản ứng dạng ống kết hợp presented. Experiments are performed on a lab-scale reactor that béc đốt Mc Kenna cho phép tạo ngọn lửa phẳng. Sự ảnh hưởng consists of a Mc Kenna premixed plat flame burner connected with a của các thông số động học chính của quá trình như thời gian lưu plug flow reactor. The influence of main kinetic parameters such as khói thải và độ giàu vùng đốt cháy lại đến hiệu suất khử NO đã flue gas residence time, reburning zone stoichiometry on the NO được khảo sát. Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất khử NO reduction efficiency has been evaluated. The experimental results giảm đáng kể khi tăng các thông số động học, và hiệu suất khử show that NO reduction performance decreases sharply when all cực đại đạt được lên đến 90%. Bốn mô hình động học gồm these important parameters increase, and maximal reduction GDF-Kin®3.0_NCN, GRI3.0, Glarborg, and Konnov đã được efficiency up to 90% is obtained. Four detailed chemical kinetic dùng để mô phỏng lại kết quả thực nghiệm của nghiên cứu. Phân mechanisms including GDF-Kin®3.0_NCN, GRI3.0, Glarborg, and tích động học tốc độ các phản ứng tiêu thụ NO và hình thành NO Konnov have been tested to model our experimental results. The bằng cơ chế Glarbog đã chỉ ra rằng trong một vài điều kiện của kinetic analysis of NO consumption and formation by Glarborg độ giàu vùng đốt cháy lại có thể tồn tại sự cạnh tranh động học mechanism confirms that there exists a kinetic competition between giữa quá trình khử NO bằng các phản ứng đốt cháy lại the NO reduction by reburning mechanism and the NO formation by (Reburning) và hình thành NO thông qua mô hình Prompt-NO. Prompt-NO one in certain conditions of reburning zone stoichiometry. Từ khóa - Nitric oxide; đốt cháy lại; NOx; mô hình động học; Key words - Nitric oxide; reburning; NOx; kinetic modelling; CHEMKIN; FTIR. CHEMKIN; FTIR. 1. Đặt vấn đề vùng cháy thứ cấp [1]. Trong vùng cháy sơ cấp, nhiên liệu Oxit nitơ (NOx) bao gồm NO, N2O và NO2 được hình bị oxy hóa trong điều kiện dư không khí. Các sản phẩm thành chủ yếu từ các quá trình cháy, đặc biệt là trong các cháy, trong đó có các oxit nitơ, chủ yếu được hình thành loại động cơ ô tô, các ngành công nghiệp và khu dân cư. Sự trong vùng này. Nhiên liệu đốt cháy lại (như khí tự nhiên, phát thải NOx là một trong các nguồn gây ô nhiễm môi biomass hoặc than bột) được phun vào ngay trên vùng trường không khí nghiêm trọng, vì nó gắn liền với nhiều cháy sơ cấp của lò đốt [2]. Trong vùng giàu nhiên liệu này hiện tượng ô nhiễm như: sương mù quang hóa, mưa axit, (được gọi là vùng đốt cháy lại), NOx thoát ra từ vùng sự nóng lên toàn cầu, … Vì vậy việc giảm lượng phát thải cháy sơ cấp sẽ bị khử thành nitơ tự do thông qua phản NOx là một trong những mục tiêu hàng đầu của các qui ứng với các gốc hydrocarbon ở vùng đốt cháy lại. Nhiệt chuẩn môi trường của Việt Nam cũng như quốc tế. độ khói thải tối ưu của quá trình này thường từ 1173 đến 1573 K [3]. Trước khi thải ra môi trường, không khí được Để đáp ứng các yêu cầu môi trường ngày càng nghiêm phun thêm vào vùng cháy thứ cấp để oxy hóa hoàn toàn ngặt, nhiều biện pháp kỹ thuật khác nhau đã được nghiên các chất chưa cháy còn sót lại trong khói thải. cứu và ứng dụng trong công nghiệp để giảm phát thải NOx. Công nghệ xử lý NOx có thể chia làm hai nhóm. Hiệu suất khử NOx của quá trình đốt cháy lại phụ Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp xử lý sơ ...