第2章_燃烧与大气污染.ppt

1. 燃料的性质 2. 燃料的燃烧过程 3. 烟气体积及污染物排放量计算 4. 燃烧过程中硫氧化物的形成 5. 颗粒污染物的形成 6. 其他污染物的形成 第一节 燃料的性质 2. 燃料的化学组成 典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分 2. 燃料的化学组成 3. 燃料组成对燃烧的影响 碳：可燃元素。 1 kg纯碳完全燃烧放出32860 kJ的热量（不完全9268kJ ）。 纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，火焰也短。 氢：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120500 kJ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：很少，一般0.5%~1.5% 硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。 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。 灰分：燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。 4.煤的分类和组成 (1) 煤的基本分类 褐煤 最低品味的煤，形成年代最短，热值较低 烟煤 形成年代较褐煤长，碳含量75%~90％。成焦性较强，适宜工业一般应用 无烟煤 煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），成焦性差,发热量大 (2) 煤的成分分析 挥发分： 定义：隔绝空气的条件下加热分解出的可燃气体物质 测定：失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加热7min，放入干燥箱中冷却至常温再称重 。 组成：H2、CH、CO、H2S等 相同的热值，挥发分越高越容易燃着 固定碳 定义：从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分 测定：失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在800?20?C的环境中灼烧到重量不再变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳 碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定 氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，酸滴定 硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，S SO42-，重量法测定硫酸钡沉淀 5.其他燃料 石油 液体燃料的主要来源，比重0.78－1.00 链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物 主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧 氢含量增加时，比重减少，发热量增加 天然气 典型的气体燃料 一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％ 非常规燃料 城市固体废弃物 商业和工业固体废弃物 农产物和农村废物 水生植物和水生废物 污泥处理厂废物 可燃性工业和采矿废物 天然存在的含碳和含碳氢的资源 合成燃料 6.燃料组成的表示方法: CxHySzOwNv Sample: C: 77.2%, H: 5.2%, N: 1.2%, S: 2.6%, O: 5.9% and ash: 7.9% by weight. Determine the normalized molar composition. Element Wt % mol/100g mol/mol(碳) C 77.2 ? 12 = 6.43 ? 6.43 = 1.00 H 5.20 ? 1 = 5.20 ? 6.43 = 0.808 N 1.20 ? 14 = 0.0857 ? 6.43 = 0.013 S 2.60 ? 32 = 0.0812 ? 6.43 = 0.013 O 5.90 ? 16 = 0.369 ? 6.43 = 0.057 ash 7.9 ? 6.43 = 1.23 g/molC The normalized molar composition:CH0.808N0.013S0.013O0.057 一.影响燃烧过程的主要因素 1 燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：CO2、H2O 不完全燃烧： CO2、H2O CO、黑烟及其他部分氧化产物 如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO 空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx 空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，增加热损失 温度条件（Temperature）：达到燃料的着火温度 时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间 燃料与空气的混合条件（Turbulence）：燃