燃料燃烧的理论空气量例题课件.pptx

第二章 燃烧与大气污染(1)学习要求：了解常见民用及工业燃料的组成和性质； 掌握气态、液态和固态燃料的燃烧过程，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； 掌握颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产生机理，理解通过改变燃烧条件减少污染物生成的途径。主要内容：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.燃烧过程中颗粒污染物的形成6.燃烧过程中其他污染物的形成第一节 燃料的性质1.?燃料的分类 定义：燃料是指在燃烧过程中，能够放出热量，且在经济上可以取得效益的物质。 按物理状态分气体、液体和固体燃料三大类。气体燃料的优点是燃烧迅速，其燃烧状态可基本上由空气与燃料的扩散或混合所控制。液体燃料也是以气态形式燃烧，因此它的燃烧速度受其蒸发过程控制。固体燃料的燃烧则受这两种现象的控制：燃料中挥发性组分被蒸馏后以气态燃烧，而遗留下来的固定碳则以固态燃烧，后者的速率由氧向固体表面的扩散控制。2. 燃料的化学组成碳、氢、氧、氮、硫、水份、灰份液体和气体燃料的组成：固体燃料的组成：2. 燃料的化学组成液态燃料的挥发（以汽油为例）3. 燃料组成对燃烧的影响碳：可燃元素。1 kg纯碳完全燃烧时，放出32，860 kJ的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出9，268kJ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，1 kg氢完全燃烧时能放出120，500 kJ的热量。 3. 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。3. 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。4.煤的分类和组成 煤的基本分类褐煤（Ligite, Brown coal)最低品味的煤，形成年代最短，热值较低烟煤(Bituminous)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(Anthracite)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 煤的详细分类4.煤的分类和组成 煤的成分分析工业分析（ proximate analysis ） 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（ ultimate analysis ） 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。4.煤的分类和组成煤的工业分析水分：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 4.煤的分类和组成煤的工业分析（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4.煤的分类和组成煤中灰分的组成：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4.煤的分类和组成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，S SO42-，滴定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的燃料作为100%的成分空气干燥基：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4.煤的分类和组成煤的成分的表示方法及其组成的相