大气污染控制工程2010-第3讲燃烧与大气污染

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1、大气污染控制工程第三讲燃烧与大气污染2燃烧与大气污染1.燃料的性质2.燃料的燃烧过程3.烟气体积计算4.燃烧过程中硫氧化物的形成5.颗粒污染物的形成6.其他污染物的形成3燃烧与大气污染-燃料的性质燃料的分类按获得方法分按物态分天然燃料人工燃料固体燃料木柴、煤、油页岩木炭、焦炭、煤粉等液体燃料石油汽油、煤油、柴油、重油气体燃料天然气高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气4燃烧与大气污染-燃料的性质典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分5燃烧与大气污染-燃料的性质典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分(续)6燃烧与大气污染-燃料的性质液态燃

2、料的挥发（以汽油为例）7燃烧与大气污染-燃料的性质碳：可燃元素。1kg纯碳完全燃烧时，放出32860kJ的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出9268kJ的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约90%~98%，一般煤的含碳量约50%~95%。氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为2%~10%，以碳氢化合物的形式存在，1kg氢完全燃烧时能放出120500kJ的热量。8燃烧与

3、大气污染-燃料的性质氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发热量氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%~1.5%硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3，其中SO2占95%以上。9燃烧与大气污染-燃料的性质水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中加热到102~105C，保持2h后才能除掉。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。褐煤

4、10燃烧与大气污染-燃料的性质11燃烧与大气污染-燃料的性质煤的基本分类褐煤最低品味的煤，形成年代最短，热值较低烟煤形成年代较褐煤长，碳含量75%~90％。成焦性较强，适宜工业一般应用无烟煤煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），成焦性差,发热量大12燃烧与大气污染-燃料的性质褐煤烟煤无烟煤13煤的详细分类燃烧与大气污染-燃料的性质14燃烧与大气污染-燃料的性质煤的成分分析工业分析（proximateanalysis）测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热值，是评价工业用煤的主要指标。元素分析（ultimateana

5、lysis）用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧的含量。15煤的工业分析水分：一定重量13mm以下粒度的煤样，在干燥箱内318～323K温度下干燥8h，取出冷却，称重外部水分将失去外部水分的煤样保持在375～380K下，约2h后，称重内部水分挥发分：失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加热7min，放入干燥箱中冷却至常温再称重燃烧与大气污染-燃料的性质16燃烧与大气污染-燃料的性质煤的工业分析（续）固定碳失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在80020C的环境中灼烧到重量不再

6、变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳灰分：从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳17燃烧与大气污染-燃料的性质煤中灰分的组成：我国煤炭的平均灰分含量为25％灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量18煤的元素分析碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，滴定硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，SSO42-，滴定燃烧与大气污染-燃料的性质19煤中硫的形态燃烧与大气污染-燃料的性质20煤的成分的表示方法要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准

7、，常用的基准有以下四种：收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分燃烧与大气污染-燃料的性质21燃烧与大气污染-燃料的性质干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，干燥基更能反映出灰分的多少干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分22煤的成分的表示方法及其组成的相互关系燃烧与大气污染-燃料的性质23我国部分煤种的分析结果燃烧与大气污染-燃料的性质24燃烧与大气污染-燃料的性质我国部分煤种的分析结果(续）25燃烧与大气污染

8、-燃料的性质其他燃料石油液体燃料的主要来源链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧氢含量增加时，比重减少，发热量增加天然气典型的气体燃料一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％26燃烧与大气污染-燃料的性质其他燃料非常规燃