大气污染控制工程燃烧与大气污染课件.ppt

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1、第2章燃烧与大气污染(2)教学内容§1燃料的性质§2燃料燃烧过程§3烟气体积及污染物排放计算§4燃烧过程中硫氧化物的形成§5燃烧过程中颗粒物的形成§6燃烧过程中其他污染物的形成§3烟气体积及污染物排放量计算一．烟气体积计算１.理论烟气体积在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积。以Vfg0表示，烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸气。干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。Vfg0=V干烟气+V水蒸气V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后的水蒸气+V燃料中所含的水蒸气+V由供给理论空气量带入的水蒸气2.烟气体积和密度的校

2、正燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。设观测状态下（Ts、Ps下）：烟气的体积为Vs，密度为ρs。标态下（Tn、Pn下）：烟气的体积为Vn，密度为ρn。标态下体积为：标态下密度为：应指出，美国、日本和国际全球监测系统网的标准态是298K、1atm,在作数据比较时应注意。3.过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。以碳在空气中的

3、完全燃烧为例：α为空气过剩系数α=a---过剩空气中O2的过剩摩尔数设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示，O2P=aO2假设空气只有O2、N2,分别为20.9%、79.1%，则空气中总氧量为:（20.9/79.1）N2P=0.264N2P理论需氧量：0.264N2P-O2P空气过剩系数：若燃烧不完全会产生CO，过剩氧量必须加以校正：即从测得的过剩氧中减去CO氧化为CO2所需的O2因此以上组分的量均可由烟气分析仪测定。实际烟气体积VfgVfg=Vfg0+(α-1)Va二.污染物排放量计算方法：根据实测的污染物浓度和排烟量根据燃烧设备

4、的排污系数、燃料组成和燃烧状况预测烟气量和污染物浓度排放因子（EmissionFactor）排放因子举例（烟煤、次烟煤－SOx、NOx、CO）排放因子举例（烟煤、次烟煤－PM）排放因子举例（机动车）EF车型污染物例2-4对例2-3给定的重油，若燃料中硫转化为SOX（其中SO2占97%），试计算空气过剩系数α=1.20时烟气中SO2及SO3的浓度，以ppm表示，并计算此时烟气中CO2的含量，以体积百分比表示。解：由例1可知，理论空气量条件下烟气组成（mol）为：CO2：73.58H2O：47.5+0.0278SOX：0.5NX：97.83×3.78理论烟气量：73.

5、58+0.5+(47.5+0.0278)+(97.83×3.78)=491.4mol/kg重油即空气过剩系数α=1.2时，实际烟气量为：其中10.47为理论空气量，即1Kg重油完全燃烧所需理论空气量。烟气中SO2的体积为：烟气中SO3的体积为：所以，烟气中SO2、、SO3的浓度分别为：当α=1.2时，干烟气量为：CO2体积为：所以干烟气中CO2的含量（以体积计）为：例2-5：已知某电厂烟气温度为473K，压力为96.93Kpa,湿烟气量Q=10400m3/min，含水汽6.25%（体积），奥萨特仪分析结果是：CO2占10.7%，O2占8.2%，不含CO，污染物排放

6、的质量流量为22.7kg/min。（1）污染物排放的质量速率（以t/d表示）（2）污染物在烟气中浓度（3）烟气中空气过剩系数（4）校正至空气过剩系数α=1.4时污染物在烟气中的浓度。解：（1）污染物排放的质量流量为：（2）测定条件下的干空气量为：测定状态下干烟气中污染物的浓度：标态下的浓度：（3）空气过剩系数：（4）校正至α=1.4条件下的浓度：§4燃烧过程中硫氧化物的形成一、燃料中硫的氧化机理1.燃料中硫的氧化√有机硫的分解温度较低√无机硫的分解速度较慢√含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体2.H2S的氧化3.C

7、S2和COS的氧化4.元素S的氧化5.有机硫化物的氧化二.SO2和SO3之间的转化反应方程式SO2+O+MSO3+M（1）SO3+OSO2+O2（2）SO3+HSO2+OH（3）SO3+MSO2+O+M（4）在炽热反应区，[O]浓度很高，反应（1）和（2）起支配作用SO3生成速率当d[SO3]/dt=0时，SO3浓度达到最大在富燃料条件下，[O]浓度低得多，SO3的去除反应主要为反应（3），SO3的最大浓度：燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4，转化率:转化率与温度密切相关H2SO4浓度越高，酸露点越高烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的

8、腐蚀SO3