2章_洁净燃烧技术1

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1、第二章洁净燃烧技术1.燃料的性质2.燃料的燃烧过程3.燃烧过程中污染物的形成4.燃烧过程中污染物的控制5.燃烧过程污染物排放量的计算1能源危机火力发电虽然便宜，但它好比是一块变质的饼干，我们吃了它只花去5块钱，然而我们却必须另外花50块钱去治病；如果剂量再大一点，我们花上5千块、5万块，也买不回我们的生命……2第一节燃料的性质1.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32.燃料组成对燃烧的影响碳：可燃元素。1kg纯碳完全燃烧时，放出7850

2、kcal的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出2214kcal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。无烟煤含碳量约90-98%，一般煤的含碳量约50-95%。42.燃料组成对燃烧的影响氢：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28780kcal的热量。52.燃料组成对燃烧的影响氧：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

3、：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。62.燃料组成对燃烧的影响水分：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。7第二节燃料燃烧过程1.影响燃烧过程的主要因素燃烧过程及燃烧产物完全燃烧：CO2、H2O不完全燃烧：CO2、H2O&CO、黑烟及其他部分氧化产物如果燃料中含有S和N

4、，则会生成SO2和NO空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx81.影响燃烧过程的主要因素燃料完全燃烧的条件空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，增加热损失温度条件：达到燃料的着火温度时间条件：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间燃料与空气的混合条件：燃料与氧充分混合92.燃料燃烧的理论空气量建立燃烧方程式的假定：空气组成21%O2和79%N2，两者体积比为：N2/O2=3.78燃料中固定氧可用于燃烧燃料中硫主要被氧化为SO2不考虑NOX的生成燃料中的N在燃烧时转化为N2燃料的化学方程式为CxHySzOw102.燃料燃烧的理论空气量燃烧方程

5、式：燃料重量=12x+1.008y+32z+16w理论空气量：煤4-7m3/kg，液体燃料10-11m3/kg11例2－1某燃烧装置用重油做燃料，其燃油成分如下：C88.3%,H9.5%,S1.6%,H2O0.5%,灰分0.10%。试求燃烧1kg重油所需理论空气量。122.燃料燃烧的理论空气量空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以表示，通常>1部分炉型的空气过剩系数思考：空气量是不是越多对燃烧越有利？空气量过多有何危害？132.燃料燃烧的理论空气量空燃比单位质量燃料燃烧所需要的空气质量例如：汽油（～C8H18）的完全燃烧：汽油的质量：128+1.0081

6、8=114.14空气的质量：3212.5+283.7612.5=1716空燃比AF=15.0314P24.练习415第三节燃烧过程中主要污染物的形成机制燃烧可能释放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、HC、烟、飞灰、金属及其氧化物等温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响16燃烧产物与温度的关系：17燃料种类对燃烧产物的影响（以1000MW电站为例）：18一.硫的形成有机硫的分解温度较低无机硫的分解速度较慢只有可燃性硫参与燃烧，产物是SO2和少量SO319一.硫的形成燃烧反应：S+O2→SO2SO2+1/2O2→SO3F

7、eS2+11O2→2Fe2O3+8SO2CH3CH2SCH2CH3→H2S+H2+C+C2H42H2S+3O3→2SO2+2H2O20二、NOx的形成NOx的形成机理燃料型NOx:燃料中的固定氮生成的NOx燃料中20％～70％的N转化为燃料型NOx，产物主要是NO热力型NOx：高温下N2与O2反应生成的NOx燃烧温度高于1500℃时NO生成量显著增加应通过降低燃烧温度，减少过量空气，缩短高温区停留时间来减少热力型NOx的生成21瞬时NOx：低温火焰下由于含碳自由基的存在，在火焰边缘生成的NOx由于生成量少，一般不考虑二、NOx的形成221.燃煤粉尘的形成烟尘：固