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第二章燃烧与大气污染(1)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.颗粒污染物的形成6.其他污染物的形成
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木柴、煤、油页岩木炭、焦炭、煤粉等固体燃料液体燃料汽油、煤油、柴油、石油重油高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气气体燃料天然气
2.燃料的化学组成典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分
2.燃料的化学组成典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分(续)
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。1kg纯碳完全燃烧时,放出32860kJ的热量。当不完全燃烧生成CO时,放出9268kJ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,1kg氢完全燃烧时能放出120500kJ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SO和SO,23其中SO占95%以上。2
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q褐煤?最低品味的煤,形成年代最短,热值较低q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q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?煤的详细分类
4.煤的分类和组成?煤的成分分析ü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。ü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、硫和氧的含量。
4.煤的分类和组成?煤的工业分析ü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ü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)ü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ü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ü碳和氢:通过燃烧后分析尾气中CO和HO的生成量测定22ü氮:在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨,碱液吸收,滴定ü硫:与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应,SSO42-,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:ü收到基:锅炉炉前使用的燃料,包括全部灰分和水分ü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ü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ü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互关系
4.煤的分类和组成?我国部分煤种的分析结果
4.煤的分类和组成?我国部分煤种的分析结果(续)
5.其他燃料?石油ü液体燃料的主要来源ü链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物ü主要含碳和氢,还有少量硫、氮和氧ü氢含量增加时,比重减少,发热量增加?天然气ü典型的气体燃料ü一般组成为甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%
5.其他燃料?非常规燃料ü城市固体废弃物ü商业和工业固体废弃物ü农
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