《洁净燃烧技术》ppt课件

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1、2.4洁净燃烧技术2洁净燃烧技术大气污染控制技术12洁净燃烧技术2洁净燃烧技术本章主要内容：燃料的分类；燃料的燃烧过程及影响因素：燃烧及产物、完全燃烧的条件、发热量与热损失；燃烧设备；燃烧产生的污染物及机制；清洁燃烧技术;燃烧过程污染物排放量的计算。大气污染控制技术22洁净燃烧技术2.1燃料的燃烧过程2.1.1燃料的种类与性质燃料指燃烧过程中能放出热量且经济上可行的物质。按来源：天然、加工燃料；按物态：固体、液体和气体燃料；按使用多少：常规和非常规燃料；（1）固体燃料天然固体燃料：矿物燃料(煤)、生物质燃料(林木)。煤的主要组成和元素：C、H、O、N、S及一些非可燃性矿物如灰分和

2、水分等。碳是煤发热主要来源，32700kJ/kg碳。煤含氢3%～5%，结合氢和氧结合成稳定化合物不能燃烧(如:H2O)，可燃氢与碳、硫结合成有机物。灰分是煤中的碳酸盐、黏土及微量稀土元素。大气污染控制技术32洁净燃烧技术煤中的硫分有无机硫（硫铁矿和硫酸盐）和有机硫（硫醇、硫醚等）两种形态。分为低硫煤（<1.5%）、中硫煤（<1.5%～2.4%）、高硫煤（<2.4%～4%）和富硫煤（>4%）。（2）液体燃料天然液体燃料主要指石油，加工→液体燃料汽油、煤油、柴油和重油（石油直馏和裂化作用）等。燃料乙醇是替代能源，解决玉米等陈化粮问题。乙醇几乎完全燃烧，不产生对人体有害物质，降低汽车尾

3、气有害物排放。水煤浆(70%煤、30%水及少量化学添加剂)。浆体燃料，像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧.优点:燃烧效率高、减少环境污染等。大气污染控制技术42洁净燃烧技术（3）气体燃料气体燃料属于清洁燃料，主要包括天然气、液化石油气(LPG)、裂化石油气和焦炉煤气。天然气主要成分→甲烷，其次乙烷等饱和烃，有少量CO2、N2、O2、H2S和CO等。液化石油气主要成分→C2、C3和C4组分，输送和贮存时液体状态，燃烧是气体状态，广泛用于居民生活和汽车等燃料。裂化石油气是用水蒸气、空气或氧气等作气化剂，将石油和重油等油类裂化而得，一般作民用燃料。焦炉煤气炼焦生产副产物，主要成分→H2

4、、CH4和CO，少量N2、CO2，广泛用作工业和民用燃料。大气污染控制技术52洁净燃烧技术2.1.2影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素：①足够量的空气；②足够高的的燃料温度；③燃料与氧气在炉膛高温区停留足够的时间；④燃料与氧气的充分混合。在大气污染物排放量最低条件下实现有效燃烧的四个因素：空气与燃料之比、温度(temperature)、时间(time)和湍流(torrent)，后三者通常称为燃烧过程的“三T”。大气污染控制技术62洁净燃烧技术（1）燃料燃烧过程需要的空气量和空气过剩系数燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化

5、物。完全燃烧（C和H完全转化）和不完全燃烧。按燃烧不同阶段供给相适应的空气量。多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO等。若燃料中含S、N会生成SO2和NOx。燃烧产生的污染物：硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、烟尘、金属氧化物、碳氢化合物及多环有机物。大气污染控制技术72洁净燃烧技术①理论空气量将完全燃烧1kg或1m3(标准状态)燃料理论所需的空气量称为理论空气量，用符号Ao表示。②空气过剩系数（α）实际的燃料燃烧过程中，为了使燃料能够完全燃烧，必须提供过量的空气。超出理论空气量的空气称为过剩空气。实际供给的空气量与理论空气量比值称为空气过剩系数③

6、空燃比（AF）指单位质量燃料燃烧所需要空气的质量。可由燃挠方程直接求得。大气污染控制技术82洁净燃烧技术（2）燃料的着火温度只有达到着火温度，才能与氧化合而燃烧。着火温度：在氧存在下可燃质开始燃烧必须达到的最低温度。见教材19页表2-3。反应速度随温度升高而加快，T↑——t↓。（3）燃烧的时间与空间因素时间因素是指燃料在燃烧妒中停留时间的长短。空间因素是指燃烧室的大小与形状。（4）燃料与空气的混合混合程度取决于空气湍流度。燃料不同，湍流作用不同。对于蒸气相的燃烧，湍流可以加速液体燃料的蒸发；对于固体燃料的燃烧，湍流有助于提高额粒表面反应氧气的传质速度，使燃烧过程加速大气污染控制技

7、术92洁净燃烧技术2.1.3发热量与热损失（1）发热量单位质量燃料完全燃烧产生的热量，在燃烧前后状态相同情况下(通常指298K和101325Pa)的热量变化值，称为燃料的发热量，单位是kJ／kg，或KJ／m3。（2）热损失①排烟热损失排烟带走部分热量，一般锅炉排烟热损失为6%～12%。减少措施：设置省煤器和空气预热器。一般工业锅炉排烟温度取433～473K，大中型锅炉取383～453K。②不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失：烟气中残留的CO及少量的H2、CH4等可燃气体。机械不