第二章燃烧与大气污染01课.ppt

燃料的性质 燃料燃烧过程 烟气体积及污染物排放计算 燃烧过程中硫氧化物的形成 燃烧过程中颗粒物的形成 燃烧过程中其他污染物的形成 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； 了解颗粒物、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。 第一节 燃料的性质 1.?燃料的分类 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 一个秘密！ C/H 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7850 kcal的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出2214 kcal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28780 kcal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。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 最低品味的煤，形成年代最短，热值较低 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 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 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8小时，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7分钟，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在变化时，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、灰分以及灰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（有可利用价值！） 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 5.其他燃料 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 天然气 典型的气体燃料 一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％ 6.燃料组成的表示方法: CxHySzOwNv Sample: C: 77.2%, H: 5.2%, N: 1.2%, S: 2.6%, O: 5.9% and ash: 7.9% by weight. Determine the normalized molar composition. Element Wt % mol/100g mol/mol C 77.2 ? 12 = 6.43 ? 6.43 = 1.00 H 5.20