安全工程专业工业防毒技术经典课件03有害气体的燃烧净化.ppt

第3章　有害气体的燃烧净化;第一节　概述;（1）直接燃烧（直接火焰燃烧） ①概念：把废气中可燃的有害组分当作燃料直接燃烧，从而达到净化的目的。 只适用于可燃有害组分浓度较高或燃烧热值较高的气体。即废气中的可燃物质浓度较高，燃烧产生的热量足以维持燃烧过程连续进行时采用 ②特点： A 不需要预热 B 燃烧状态是在高温下滞留短时间的有火焰燃烧，能回收热能 C 适用于净化可燃组分浓度较高或燃烧热值较高的气体 ;（2）热力燃烧;（3）催化燃烧 利用催化剂来加快燃烧速度的燃烧作用称为催化燃烧。 在催化剂的作用下，能使气态污染物中的可燃质在较低温度下氧化分解。 1）流程 ①预处理：除去粉尘、液滴及有害组分，避免催化床层的堵塞和催化剂中毒； ②预热：进入催化床层的气体必须，达到起燃温度 ③回收利用：催化放出大量的热，燃烧尾气温度高，对这部分热量必须加以 2）特点 ①需预热，温度控制在200-400度，为无火焰燃烧，安全性好 ②燃烧温度低，辅助燃料消耗少 ③对可燃性组分的浓度和热值限制较少，但组分中不能含有尘粒、雾滴和易使催化剂中毒的气体 ④催化剂费用高 ;第二节 热力燃烧原理;燃烧的充分条件： 但是，并不是上述三个条件同时存在，就一定会发生燃烧现象，还必须这三个因素相互作用才能发生燃烧。 ????1、可燃物与助燃物达到一定的比例； ????2、助燃物达到达到一定的浓度； ??3、超过最小的点火能或超过一定强度的升温明火源； ????4、满足了燃烧所需要的燃烧诱导期。 （二）混合气体的燃烧与爆炸 爆炸是大量能量在瞬间以对外做功的形式迅速释放，物系状态发生突变。表现为气体的迅速膨胀。 1）爆炸的特征： ① 爆炸过程进行得很快；② 爆炸点附近瞬间压力急剧上升；③ 发出声响； ④ 周围建筑物或装置发生震动或遭到破坏。 2）爆炸的破坏形式: ① 直接的爆炸破坏：对周围设备、建筑和人的直接作用，它直接造成机械设备、装置、容器和建筑的毁坏和人员伤亡；② 冲击波的破坏；③ 造成火灾。 ;;（三）爆炸极限浓度范围 可燃性气体或蒸汽预先按一定比例与空气的混合物，称为爆炸性混合气体。 当混合物中可燃气体的含量接近化学当量时，燃烧最快或最剧烈。 可燃性气体、蒸气的爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合气体中的所占体积分数来表示；可燃粉尘的爆炸极限是以在混合物中的质量浓度(g／m3)来表示。 可燃性气体的体积分数及质量浓度比在20℃时的换算公式如下： Y-有害气体的质量浓度，mg/m3 M-有害气体的摩尔质量，g/mol C-有害气体的体积分数，Ml/m3 ;[例1-1] 在标准状态下,10 Ml/m3的二氧化硫相当于多少mg/m3? Y=64/22.4×10=28.5 mg/m3;式中：L下——可燃性混合物爆炸下限，％；L上——可燃性混合物爆炸上限，％；N——每摩尔可燃气体完全燃烧所需的氧原子数；M——可燃气体的摩尔质量，g／mol；Vt——可燃气体摩尔体积，L／mol。;[例4] 试求乙烷在空气中的爆炸浓度下限和上限。 写出乙烷的燃烧反应式：2C2H6十7O2 = 4CO2十6H2O ;用爆炸上限与下限浓度之差与爆炸下限浓度之比值表示其危险度H，即： H?=?(L上—L下)/?L下????或???H?=?(Y上—Y下)/?Y下????? 例如，甲烷气体的危险度为： H?甲烷?=?(L甲烷上—L甲烷下)/?L甲烷下?=（15－4.9）/4.9?=?2.06 H?乙炔?=?(L乙炔上—L乙炔下)/?L乙炔下?=（80－2.55）/2.55?=?30.37 ????H值越大，表示可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大。  爆炸极限浓度范围取决于有毒有害物质的种类、混合气体成分、温度、压力、燃点等因素，另外，其燃烧过程在一定程度上还取决于容器的形状和混合气体的流速等因素。 ;1．初始温度? 混合气着火前的初温升高，会使分子的反应活性增加，导致爆炸范围扩大，即爆炸下限降低，上限提高，从而增加了混合物的爆炸危险性。? 2．初始压力? 增加混合气体的初始压力，通常会使上限显著提高，爆炸范围扩大。增加压力还能降低混合气的自燃点，这样使得混合气在较低的着火温度下能够发生燃烧。原因在于，处在高压下的气体分子比较密集，浓度较大，这样分子间传热和发生化学反应比较容易，反应速度加快，而散热损失却显著减少。压力对甲烷爆炸极限的影响。在已知的气体中，只有CO的爆炸范围是随压力增加而变窄的。? 混合气在减压的情况下，爆炸范围会随之减小。压力降到某一数值，上限与下限重合，这一压力称为临界压力。低于临界压力，混合气则无燃烧爆炸的危险。在一些化工生产中，对爆炸危险性大的物料的