《发动机原理》专题一 燃烧与大气污染.ppt

（1）理论需氧量为73.58＋23.75＋0.5＝97.83mol/kg重油 假定干空气中氮和氧的摩尔比(体积比)为3.78，则1kg重油完全燃烧所需要的理论空气量为： 97.83×（3.78＋1）＝467.63mol/kg重油 即467.63×22.4/1000=10.47m3N/kg重油 （2）理论空气量条件下烟气组成为(mol)为 CO2:73.58，H2O：47.5＋0.0278 SO2: 0.5, N2:97.83×3.78 理论烟气量为： 73.58＋(47.5＋0.0278)＋0.5＋97.83×3.78＝491.4mol/kg重油 即 491.4×22.4/1000＝11.01m3N/kg重油 空气过剩系数?＝1.2，实际烟气量为 11.01＋10.47×0.2＝13.10 m3N/kg重油 烟气中SO2的体积为 0.5×0.97×22.4/1000=0.0109 m3N/kg重油 SO3的体积为： 0.5×0.03×22.4/1000＝3.36×10－4 m3N/kg重油 所以，烟气中SO2及SO3的浓度分别为： ?SO2=0.0109/13.10×106＝832×10-6 ?SO3=3.36×10-4/13.10×106＝25.75×10-6 （3）当?＝1.2时，干烟气量为： [491.4-(47.5+0.0278)]×22.4/1000+10.47×0.2＝12.04m3N CO2的体积为： 73.58×22.4/1000=1.648m3N/kg重油 所以干烟气中CO2的含量以体积计为： 1.648/12.04×100%＝13.69％ 第四节 燃烧过程中硫氧化物的形成 一、 硫的氧化机理 有机硫的分解温度较低(700K) 无机硫的分解速度较慢(800K) 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 1. H2S的氧化 燃烧产物主要是SO2和H2O 2. CS2和COS的氧化 3. 元素S的氧化：低温下纯硫蒸发时，这些蒸气分子是聚合的，其分子式为S8。 纯硫氧化的唯一特点在于生成的SO3所占SOx的百分比较通常的多约20%。 4. 有机硫化物的氧化 燃料中的有机硫化物可能是硫醇、硫化物或二硫化物的形式存在，它们燃烧的主要产物都是SO2。 在贫燃状态下（空气过量）硫醇氧化时，即使温度约为573K，其中的硫也会全部被转化成SO2。当温度较低且在富燃状态下（空气不足），可以生成SO2并可获得其他一些产物如醛和甲醇。 二硫化物的氧化是按照与硫化物类似的反应路线进行的。初始步骤为： 接着发生基的分解： 然后再通过氢的取代生成硫醇 硫醇的氧化反应： 最后生成烃基和二氧化硫。 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 2. SO2和SO3之间的转化 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： 2. SO2和SO3之间的转化 燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4 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腐蚀 设备的运行温度要大于露点温度，而运行的温度越高，处理烟气的体积越大 六、天然气 天然气是典型的气体燃料，它的组成一般为甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%；含碳更高的碳氢化合物也可能存在于天然气中。天然气还含有碳氢化合物以外的其他组分，如H2O、CO2、N2、He和H2S等。 天然气中的H2S具有腐蚀性，它的燃烧产物为硫的氧化物，因此许多国家规定了天然气中总硫含量和硫化氢含量的最大允许值。 七、非常规燃料 城市固体废弃物； 商业和工业固体废弃物； 农产品及农村废物； 水生植物和水生废物； 污泥处理厂废物。 第二节 燃料燃烧过程 一、燃烧过程及其主要影响因素 1. 燃烧过程及燃烧产物 燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量（光和