燃烧与大气污染

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1、第二章燃烧与大气污染燃料的性质燃料燃烧过程烟气体积及污染物排放计算了解常见燃料的组成和性质；掌握燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素；学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度；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2.燃料组成对燃烧的影响碳：可燃元素。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

2、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。2.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：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。2.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2

3、h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。3.煤的分类和组成煤的基本分类泥煤褐煤：由泥煤形成最低品味的煤，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4.煤的分类和组成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。估测硫含量和热量，是评价工业用煤的主要指标。元素分析（ultimateanalysis）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

4、含量。4.煤的分类和组成煤中硫的形态4.煤的分类和组成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，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4.煤的分类和组成干燥基：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5.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

5、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％5.其他燃料非常规燃料城市固体废弃物商业和工业固体废弃物农产物和农村废物水生植物和水生废物污泥处理厂废物可燃性工业和采矿废物天然存在的含碳和含碳氢的资源合成燃料核燃料非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题第二节燃料燃烧过程1.影响燃烧过程的主要因素1）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，则会生成SO2和NO空气中的部分N可能被氧化

6、成NO－热力型NOx1.影响燃烧过程的主要因素2）燃料完全燃烧的条件（3T）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（Temperature）：达到燃料的着火温度时间条件（Time）：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（Turbulence）：燃料与氧充分混合燃烧所需的空气量2、燃料中固定氧可用于燃烧3、燃料中硫主要被氧化为SO24、不考虑NOX的生成燃料中的N在燃烧时转化为N220.9%O2和79.1%N2N2/O2=3.78一、假定条件：1、空气组成：二.理论空气量的计算1、按

7、化学方程式（1）燃烧方程式：（2）理论空气量二.理论空气量的计算2、按燃料组成以1kg燃料为例计算燃烧所需的理论空气量元素CHONS百分数CHONS摩尔数10C/1210H/110O/1610N/1410S/32需O2量10C/1210H/4-10O/32010S/32例题1：煤的组成(干燥基)为：C60%,H8%,O8%,N7%,S1.6%,A15.4%,求燃烧所需的理论空气量.三.实际空气量空气过剩系数实际空气量2、部分炉型的空气过剩系数烟煤1.3～1.5无烟煤1.3～2.0手烧炉2、部分炉型的空气过剩系数链条炉烟煤1.3～1.4无烟煤

8、1.3～1.5本节例题中，如空气过剩系数为1.1，则燃烧所需的实际空气量是多少？3、空燃比AF单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。理论空燃比与燃料中氢的相对含量有关，随氢含量减少而