大气污染控工程第二章 第一部分.ppt

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燃烧过程中污染物的形成 §1燃料的性质 燃料的分类 按物理状态分： 气体燃料： 燃烧迅速，由空气与燃料的扩散或混合所控制 液体燃料： 以气态形式燃烧，蒸发速度所控制 固体燃料： 气态燃烧（挥发分），蒸馏作用 固态燃烧（固定碳），氧向固体表面的扩散 按使用主次分： 常规燃料：煤、 石油、 天然气 非常规燃料：固体废弃物、 农产物 、 废物、 合成染料等等 一、煤 定义：是一种复杂的物质聚集体。主要可燃成分是C、H及少量O2、N2、S等一起构成的有机聚合物。 性质：煤中有机成分和无机成分的含量因种类、产地不同而异。 煤中硫的形态 煤中硫的形态 a.硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。 黄铁矿：硬度 6—6.5 , 比重 4.7—5.2本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。 b. 硫酸盐硫: 硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4。 c.有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。 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 2.煤的分析 √工业分析（ proximate analysis ） 测定煤中水分M、挥发分V、灰分A和固定碳FC四项的含量。估测硫含量和热量，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、硫和氧五种元素的含量。 ①收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分 ②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 ③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 ④干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分 煤的成分的表示方法及其组成的相互关系 我国部分煤种的分析结果 我国部分煤种的分析结果(续） 二、石油 液体燃料的主要来源 链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物 主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧 氢含量增加时，比重减少，发热量增加 三、天然气 典型的气体燃料 一般组成为CH485%, 乙烷10%， 丙烷3%， 此外还有H2O、CO2、N2、He、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和H2S含量的最大允许值。 四、其他燃料 非常规燃料 城市固体废弃物 商业和工业固体废弃物 农产物和农村废物 水生植物和水生废物 污泥处理厂废物 可燃性工业和采矿废物 天然存在的含碳和含碳氢的资源 合成燃料 非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式 城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题 §2 燃料燃烧过程 一.影响燃烧过程的主要因素 1.燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：CO2、H2O 不完全燃烧： CO2、H2O CO、黑烟及其他部分氧化产物 如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO 空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx 一.影响燃烧过程的主要因素 2.燃料完全燃烧的条件（3T） ①空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，增加热损失 ②温度条件（Temperature）：达到燃料的着火温度 ③时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间 ④燃料与空气的混合条件（Turbulence）：燃料与氧充分混合 一.影响燃烧过程的主要因素 典型燃料的着火温度 二.燃料燃烧的理论空气量 1.理论空气量 建立燃烧方程式的假定： ①燃料的化学方程式为CxHySzOw ②空气仅由O2和N2组成，其体积比为：N2/O2=3.78 ③燃料中固定氧可用于燃烧 ④燃料中硫主要被氧化为 SO2 ⑤不考虑NOX的生成 ⑥燃料中的N在燃烧时转化为N2 二.燃料燃烧的