第二章燃烧与大气污染预案.ppt

第二章 燃烧与大气污染 [目的]：大部分大气污染物与燃烧有关，因此本章侧重介绍燃料燃烧过程的计算、以及主要污染物的形成。 2.1 燃料的性质 2.1 燃料的性质 燃料：指在燃烧过程中，能够放出热 量，且在经济上可行的物质。 煤——最重要的固体燃料，它是一种复杂的物 质聚集体。煤的可燃成分主要是由碳、氢及少量氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。各种聚合物之间由不同的碳氢支链互相连接成更大的颗粒。 2.1.1.1分类 煤 表2-2.褐煤、烟煤和无烟煤的主要特征对比表 2.1.1.2煤的组成 煤中有机成分和无机成分的含量，因煤的种类和产地的不同而有很大差别。 表2-3.工业分析中主要指标的测定方法及其对煤燃烧特性和环境的影响 表2-4.煤的部分组分元素分析方法 1.1.1.3 煤中硫的形态及其脱除方法 表2-4.煤中硫的脱除方法 2.1.2石油 2.1.2.1 石油的定义与相关性质 石油是液体燃料的主要来源。原油是天然存在的易流动的液体，是多种化合物的混合物。主要由链烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成。这些化合物主要含碳和氢，还有少量的硫、氟和氧，它们的含量国产地而异。 2.1.2.1 石油中硫的形态及其脱除方法 原油中硫的含量变化范围较大，一般为0.1～0.7%（质量），大部分以有机硫的形式存在。 2.1.3 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它组分，如H2O、CO2、N2、He和H2S等。 天然气脱硫脱碳工艺流程简图 西安市天然气组分及主要性质 2.1.4 非常规燃料 根据来源，非常规燃料可分为如下几类： (1)城市固体废弃物； (2)商业和工业固体废弃物； (3)农产物及农村废物； (4)水生植物和水生废物； (5)污泥处理厂废物； (6)可燃性工业和采矿废物； (7)天然存在的含碳和含碳氢的资源， (8)合成燃料。 （1）在某些领域代替日益减少的化石燃料的供应 （2）处理废物的有效方式 2.1 燃料的性质 2.2 燃料燃烧过程2.3 烟气体积及污染物排放量计算2.4 燃烧过程污染物的形成和控制 2.2 燃料燃烧过程 2.2.1影响燃烧过程的主要因素 2.2.1.1燃烧过程及燃烧产物 燃烧——可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着 能量(光和热)的释放，同时使燃料的组成 元素转化为相应的氧化物。 燃烧产物与温度的关系图 燃料只有达到着火温度．才能与氧化合而燃烧。 着火温度——在氧存在下可燃质开始燃烧所必须达到的最低温度。 各种燃料都有自己特征的着火温度（P39 表2-4）。 温度条件：当温度高于着火温度 且dQ放/dtdQ散/dt 从而能够维持在较高的温度下，才能使燃烧过程继续进行。 燃料在燃烧室中的停留时间是影响燃烧完全程度的另一基本因素。 燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。 T↑、V↑，则t↓。 适当地控制空燃比、温度、时间和湍流度，是在大气污染物排放量最低条件下实现有效燃烧所必须的，评价燃烧过程和燃烧设备时，必须认真地考虑这些因素。 （1） 理论空气量 理论空气量(Vao)——单位量燃料按燃烧反应方程式完 全燃烧所需要的空气量，它由燃 料的组成决定，可根据燃烧方程 式计算求得。 空气仅由N2和O2组成的，其体积比为79.1／20.9＝3.78； 燃料中的固定态O可用于燃烧： 燃料中的S主要被氧化为SO2； 热型NOx的生成量较小，燃料中含氮量也较低，计算理论空 气量时可以忽略； 燃料的化学式为CxHySzOw，其下标x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。 空气过剩系数 空燃比（AF）——单位质量燃料燃烧所需要的