燃烧学8章2014

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1、第8章燃烧污染物的生成机理王辉能源科学与工程学院燃烧工程研究所本章知识结构能源科学与工程学院燃烧工程研究所818.1燃烧产生的主要污染物及其危害能源科学与工程学院燃烧工程研究所一、大气污染物质大气的污染物主要有：烟尘SOxNOxCHCO二恶英mnCO重金属2能源科学与工程学院燃烧工程研究所NOx与硫氧化物、颗粒物构成主要燃煤大气污染物NOx是复合型大气污染的罪魁祸首危害健康NOx酸雨NOx温室效应PM2.55能源科学与工程学院燃烧工程研究所二、烟尘•降尘和飘尘–直径>10微米，容易沉降——降尘；–直径<10微米，不易沉降，易进入人体——飘尘；–小于2.5微米的飘尘将进入肺泡

2、，并进入血液循环系统，导致癌症。城市中癌症发病率高于农村1~3倍。–危害取决于粒径大小和化学成分。粒径越小，危害越大。能源科学与工程学院燃烧工程研究所PMTSP8PM10PM2.5PM0.1浓度6相对4凝聚物2超细颗粒细颗粒粗颗粒00010.01010.1110颗粒空气动力学直径(µm)TSP：空气动力学直径小于100µm;总悬浮颗粒物PM10：空气动力学直径小于10µm;可吸入颗粒物PM2.5：空气动力学直径小于2.5µm;可入肺颗粒物烟尘的危害•燃烧过程中产生的烟尘包括碳黑和燃料灰分产生的粉尘。含有碳黑、多环芳烃、苯并芘等致癌物质，以及汞、铝、镉、铍、钒、铬、砷、镍等痕量物

3、质，后三种也有致癌性。•使土壤变质、从而造成对植物生长的影响。•对动物影响。若水中含有270×10-6浮游粒子，则鱼类会死亡。•空气中含有的飘尘越多，对光线的反射和吸收越强，可见度降低。能源科学与工程学院燃烧工程研究所我国的灰霾污染情况我国的灰霾污染情况2013年1月份发生的灰霾事件覆盖了我国整个华北及华东大部分地区，涉及的区域超过130万平方公里，影响人口8.5亿，严重污染暴露人口2.5亿人，其持续时间之长、覆盖范围之广、污染程度之高、危害人群之多在全球均属罕京津冀、长三角、珠三角地区每年出现霾的天数在100见。天以上，个别城市甚至超过200天。PM2.5的危害-健康正常鼠肺

4、PM2.5污染后鼠肺瑞士、德国及加拿大科学家组成的研究小组发现[EHP1131555113:1555-1560(2005)]首次证明UFPs如何在肺部分布，特别是发现UFPs通常最终停留在细胞内的某一位置导致许多细胞功能的损害。细胞内超细颗粒物的分布三、硫的氧化物•煤中硫分为四种形态–黄铁矿硫(FeS)2–元素硫、有机硫(CHS)xyz–硫酸盐硫(CaSO·2HO，FeSO·2HO)（5%-10%）4242•硫在燃烧过程中，除硫酸盐硫残留在灰分中外，其他形态的可燃硫绝大部分与氧化合而首先生成SO2•在高温条件下当有氧原子存在或有催化剂，如FeO，VO等存在时，其中SO的0.5%

5、~2%将23252转化为SO，相当于1%~2%的煤中硫分以SO的33形式排放出来。能源科学与工程学院燃烧工程研究所硫的氧化物的危害•SO是一种无色有刺激性的窒息性气体。单独存2在时刺激粘膜，引起呼吸道疾病，更多与飘尘结合在一起，进入人体肺部，引起各种恶性疾病。•在湿度较大的空气中，可形成硫酸烟雾，毒性比本身大10倍。–SO为8ppm时，人体感到难受；2–硫酸烟雾浓度不到0.8ppm时，人就忍受不住。–英国：每年由于SOx腐蚀造成的损失~8亿美元之多。–煤燃烧过程中产生SO、SO、硫酸雾、酸性尘和酸雨23等。能源科学与工程学院燃烧工程研究所能源科学与工程学院燃烧工程研究所能源科学

6、与工程学院燃烧工程研究所四、氮氧化物•构成：–NO、NO~NOx2–NO、NO、NO、NO2232425•燃烧过程中生成的氮氧化物，几乎全是NO和NO，2把这两种氮的氧化物称为NOx•据推算，全世界一年向大气排放氮氧化物7500万吨左右，而其中极大部分的NOx是由燃烧产生的。•天然气、重油、煤炭等天然矿物燃料燃烧生成的氮氧化物中NO占90%以上，其余为NO。2能源科学与工程学院燃烧工程研究所氮氧化物的危害•各种污染源排放的NOx中，绝大部分为NO，其毒性不是很大，不过NO在大气中可氧化为NO。NO比较稳定，其22毒性是NO的4~5倍。N2O是温室气体，大气中的N2O轻微增加对温

7、室效应造成很大影响。•NO与动物血液中的血红蛋白结合，造成血液缺氧，引起2中枢神经系统麻痹。CO与血红蛋白的亲和力是氧的300倍，NO与血红蛋白的亲和能力为CO的数百~1000倍。2NO2浓度(ppm)影响101.0闻到臭味5.0闻到很强烈的臭味10-15眼、鼻、呼吸道受到强烈刺激501分钟内人体呼吸异常803－5分钟内引起胸痛100-150人在30－60分钟就会因肺水肿死亡200以上人瞬间死亡能源科学与工程学院燃烧工程研究所对人体的直接危害参与光化学烟雾的形成能源科学与工程学院燃烧工程研究