大气污染控制工程 第2章 燃烧课件.ppt

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1、第二章燃烧与大气污染内容简介学时数：3学时2.1燃料的性质2.2燃料燃烧过程2.3烟气体积及污染物排放量计算2.4燃烧过程中硫氧化物的形成（以自学为主）2.5燃烧过程中颗粒污染物的形成（以自学为主）2.6燃烧过程中其他污染物的形成（自学）掌握燃料性质、燃烧过程的影响因素、燃烧所需空气量、烟气量及污染物排放量的计算；了解燃烧过程中相关污染物的形成机理。思考大多数污染物都是伴随着燃烧或高温过程而产生并释放到空气中，主要排放源是什么？交通（大多来自发动机燃料的燃烧）；燃料燃烧（煤、石油等）；工业过程（大多数都是燃烧过程）；固体废弃物的处

2、置（大多来自固体废物的焚烧）；混合源（森林火灾等）注：了解一些燃烧的知识对于理解污染源和控制设备都是有帮助的。2.1燃料的性质燃料的性质影响燃烧设备设计和各种操作条件，也影响大气污染物的形成和排放。那么，我们通常很熟悉的燃料有哪些呢？你对这些燃料又了解多少呢？常规燃料：煤（固）、石油（液）、天然气（气）；非常规燃料：城市商业和工业等固体废物；农产物及农牧废物；水生植物和水生废物；合成染料等。为了减轻燃料燃烧对大气的污染，人们越来越重视开发清洁能源：如水电、沼气、地热、太阳能、风能和潮汐能等。2.1.1燃料的分类按来源分按物态分天然

3、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、焦炉煤气了解燃料之前，先了解一下能源结构大气污染的主要特征是由能源结构决定的。我国的能源消费构成如图（1997年）。这种能源结构在短时期内不会发生明显变化，即在今后一段较长时期内我国仍以燃煤为主，烧煤是我国大气污染呈“煤烟型”特征的主要原因。2.1.2常规燃料（一）煤（1）煤的基本分类（2）煤的化学组成（3）化学组成对燃烧的影响（4）煤的成分的表示方法（二）石油（三）天然气煤（1）煤的基本分类煤沉积年代泥煤褐

4、煤烟煤无烟煤注：在煤成熟的过程中，主要是O和H的去除过程，相应地余下的C含量在逐渐增加褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，是煤中等级最低的一类，形成年代最短。呈黑色、褐色、泥土色，象木材结构。特点：①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热值低，不能制炭。干燥后：C含量60—75%，O含量20—25%。注：做为地方燃料。煤烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。挥发分20—45%，C75—90%。成焦性较强，氧含量低，水分及灰分含量不高。根据烟煤粘结性、挥发分含量等物理性质，烟煤可分为长焰煤、气煤、结焦煤核瘦煤等不同品种。烟煤是冶金、建

5、材和动力等工业不可缺少的能源。煤无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。C含量>93%,无机物量<10%,着火难，不易自燃，成焦性差。由于其发热量大、灰分少、含硫量低、燃烧后污染轻，因而多用于民用燃料，也可作为制气燃料。煤（2）煤的化学组成：煤的组成按测定方法分为两大类：a.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。根据工业分析资料，可判断煤的种类和加工利用性质，确定燃烧装置的结构和运行条件等。b.元素分析：（ult

6、imateanalysis）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。通过煤的元素分析，可了解煤的炭化程度，并用以计算燃烧所需空气量、发热量及其他热工指标。煤煤热值：决定燃料的消耗量灰分：颗粒污染物产生的来源煤煤的工业分析（了解）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，称重将失去外部水分的煤样保持在375～380K下，约2h后，称重煤中含水量可使热值降低，影响燃烧的稳定性，一般控制煤中水分在10%-13%之间。挥发分：失去水分的试样密封在坩埚内，放在1

7、200K的马弗炉中加热7min，放入干燥箱中冷却至常温再称重。煤煤的工业分析（了解）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变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳。灰分是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。煤煤中灰分的组成：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煤的发热量：燃料的发热量是指单位质量（或体积）燃料完成燃烧后所放出的热量，单位用KJ/Kg（或KJ/m3）。QH：如果燃烧产物中的水蒸气都凝结成0℃的水，则称为高位发热量。QL:如果

8、燃烧产物中的水蒸气只冷却到20℃，而未放出凝结热，则称为低位发热量。煤煤煤的元素分析（了解）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：与氧化镁和无水碳酸钠混合物反应，SSO42