(郝吉明)大气污染控制工程第二章05课素材.ppt

第五节 燃烧过程中颗粒物的形成 1.碳粒子的生成 积炭的生成 核化过程：气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳 核表面上发生非均质反应 较为缓慢的凝团和凝聚过程 燃料的分子结构是影响积炭的主导因素 积炭的生成与火焰的结构有关 提高氧气量可以防止积炭生成 压力越低则积炭的生成趋势越小 1. 碳粒子的生成 火焰的结构 Premixed flame: gas fuel and air are mixed before combustion（bursen burner, meeker burner) diffusion flame: fuel and air separately enter the combustion zone, and mix before the reaction (in most practical system),different ? (0-?) over sites. 1. 碳粒子的生成 火焰的结构（续） Laminar flame: Re2200, dominated by molecular diffusion and conduction turbulent flame : Re2200, significant turbulence, but molecular diffusion still in play 1. 碳粒子的生成 乙炔火焰中生碳反应过程 1. 碳粒子的生成 石油焦和煤胞的生成 燃料油滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相裂化和高温分解，出现结焦 多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。 焦粒生成反应的顺序：烷烃 烯烃 带支链芳烃 凝聚环系 沥青 半园体沥青 沥青焦 焦炭 2. 燃煤烟尘的形成 烟尘：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括： 黑烟：未燃尽的碳粒 飞灰：不可燃矿物质微粒 煤粉燃烧过程 碳表面的燃烧产物为CO，它扩散离开表面并与O2反应 2. 燃煤烟尘的形成 煤粉燃烧过程 理论上碳与氧的摩尔比近1.0时最易形成黑烟 在预混火焰中，C/O大约为0.5时最易形成黑烟 出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤 焦炭 褐煤 低挥发分烟煤 高灰发分烟煤 碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓度等有关 2. 燃煤烟尘的形成 燃烧碳层中成分和温度分析 2. 燃煤烟尘的形成 黑烟形成的化学过程 2. 燃煤烟尘的形成 高灰分燃料的扩散燃烧 2. 燃煤烟尘的形成 灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素 2. 燃煤烟尘的形成 飞灰的形成过程 2. 燃煤烟尘的形成 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素 煤质 燃烧方式 烟气流速 炉排和炉膛的热负荷 锅炉运行负荷 锅炉结构 2. 燃煤烟尘的形成 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——煤质 2. 燃煤烟尘的形成 燃煤颗粒大小对飞灰含量的影响 2. 燃煤烟尘的形成 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——燃烧方式 2. 燃煤烟尘的形成 几种燃烧方式的烟尘百分比 2. 燃煤烟尘的形成 几种燃烧方式的烟尘颗粒概况 火电厂大气污染物排放标准 本标准将火电厂按年限划分为以下三个时段： Ⅰ时段－1992年8月1日之前建成投产或初步设计已通过审查批准的新、扩、改建火电厂； Ⅱ时段－1992年8月1日起至1996年12月31日期间环境影响报告书通过审查批准的新、扩、改建火电厂，包括1992年8月1日之前环境影响报告书通过审查批准、初步设计待审查批准的新、扩、改建火电厂； Ⅲ时段－1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂 2. 燃煤烟尘的形成 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——热负荷 * * Laminar transition developed turbulent height Jet velocity 灰层 碳层 外扩散 大气污染物排放标准 火电厂大气污染物排放标准 分类 烟尘最高允许排放浓度 在县及县以上城镇规划区内的火电厂锅炉 200 在县规划区以外地区的火电厂锅炉 500 第 时段的在县及县以上城镇规划区内、1997年1月1日后还有10年及以上剩余寿命的火电厂锅炉 600 表3 第Ⅲ时段的火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度 火电厂大气污染物排放标准 表6 第Ⅲ时段火电厂各烟囱SO2最高允许排放浓度 燃料收到基硫分（％） ≤1.0 1.0 最高允许排放浓度（mg/m3） 2100 1200 锅炉额定蒸发量（1） 煤粉锅炉 　 液态排渣 固态排渣 ≥1000t/h 1000 650 表7 第Ⅲ时段的火电厂锅炉氮氧化物最高允许排放浓度 （mg/m3