燃烧与大气污染更新-培训课件.ppt

第四节 燃烧过程中硫氧化物的形成 一、燃料中硫的氧化机理 1.燃料中硫的氧化 * 含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应： 在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体出现。 * 2.H2S的氧化 * 3.CS2和COS的氧化 * 4.元素S的氧化 纯硫氧化的唯一特点在于生成的SO3所占SOx的百分比较通常情况高得多（约20%）。 * 5.有机硫化物的氧化 * 二、SO2和SO3之间的转化 SO2 + O + M ? SO3 + M （1） SO3 + O ? SO2 + O2 （2） SO3 + H ? SO2 + OH （3） SO3 + M ? SO2 + O + M （4） （1）在炽热反应区 ，[O] 浓度很高，反应（1）和（2）起支配作用 (0.1%~5%SO2) （2）在富燃料条件下，[O]浓度低得多，SO3的去除反应主要为反应（3） (1/40~1/80SO2) * 烟气离开炉膛进入低温受热面，SO3的生成量不断增加——受热面积和金属氧化物的催化作用的结果。 燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4，转化率: 转化率与温度密切相关：温度越低，x越大 H2SO4浓度越高，酸露点越高 烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀 * * SO3的转化率/% 第五节 燃烧过程中颗粒物污染物的形成 一、碳粒子的生成 1.积炭的生成： （1）核化过程：气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳 （2）核表面上发生非均质反应 （3）较为缓慢的聚团和凝聚过程 燃料的分子结构是影响积炭的主导因素 扩散火焰：萘苯炔双烯单烯烷 预混火焰：萘苯醇烷烯醛炔 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 * 2.石油焦和煤胞的生成——液态烃高温分解产生 燃料油雾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——石油焦 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 * 二、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（Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn、Cl、Br、S）污染元素，有害健康。 1.煤粉燃烧过程 挥发分燃烧：燃烧速率快 决定煤燃烧过程性能的是固定碳部分。 固定碳燃烧：表面燃烧速率 * CO O2 CO2 CO2+C CO 燃烧条件理想，完全燃烧； 燃烧条件不理想，高温热解，形成多环化合物，冒黑烟。 影响黑烟生成的条件： ?C/O（C/O1.0,大约为0.5时最易形成黑烟。） ?煤的种类和质量 易于燃烧又较少出现黑烟的燃料顺序：无烟煤、焦炭、褐煤、低挥发分烟煤、高挥发分烟煤 ?燃烧装置、燃烧条件 减少燃煤层气体中未燃尽碳粒的主要途径： ?改善燃料和空气的混合 ?保证足够高的燃烧温度 ?碳粒在高温区必要的停留时间 * 2.影响燃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 * 影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素——煤质 2.影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素——燃烧方式 * * * 第六节 燃烧过程中其他污染物的形成 一、有机污染物的形成 形成历程 链烃分子氧化脱氢形成乙烯和乙炔 延长乙炔的链形成各种不饱和基 不饱和基进一步脱氢形成聚乙炔 不饱和基通过环化反应形成C6－C2型芳香族化合物 C6－C2基逐步合成为多环有机物 积炭是在未燃尽的碳氢化合物存在