2_1燃烧与大气污染.ppt

2 燃烧与大气污染(1) 1.教学要求 1了解常见民用及工业燃料的组成和性质； 2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； 3学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度； 4掌握颗粒物、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 2、教学重点 重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握燃烧过程污染物排放计算。 3、教学难点 燃烧过程污染物排放计算。 §1燃料的性质 燃料的分类 几种常规燃料 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。 几种常规燃料 一、煤 分类：按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。 a.褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，是煤中等级最低的一类，形成年代最短。呈黑色、褐色、泥土色，象木材结构。 特点：①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热值低，不能制炭。干燥后：C含量60—75%，O2含量20—25%。 几种常规燃料 一、煤 b.烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。 挥发分20—45%，C 75—90%。成焦性较强，氧含量低，水分及灰分含量不高，适宜工业使用。 c.无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。 C含量93%, 无机物量10%, 着火难，不易自燃，成焦性差。 补充：焦炭 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础 几种常规燃料 一、煤 2.?煤的组成 煤的组成按测定方法分为工业分析、元素分析两大类。 a.工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳、S含量、热值。 b. 元素分析：用化学法测定的去除掉外部水分的主要组分。C、H2、N2、S、O2等。 几种常规燃料 一、煤 3.?煤中硫的形态 有机硫（CxHySz） 硫化物硫（FeS2） ?煤中含硫 无机硫 元素硫 （S） 硫酸盐硫（MeSO4） a. 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。 b. 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。 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。 4. 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。 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。前两种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3，其中SO2占95%以上。 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