大气污染控制工程第二章1-2.ppt

大气污染控制工程 表3 城市固体废弃物制备燃料方法 1.非常规燃料主要为固体废弃物 2.非常规燃料既能提供能源，本身也是处理废物的方式 3.非常规燃料燃烧需要特种设备和操作条件，容易引起二次污染 小结： 思考题：列举主要燃料的种类；从大气污染的角度，说明这些燃料的特点。 2.1燃烧过程及燃烧产物 燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量（光和热）的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物 。 第二节 燃料的燃烧过程 2.1.1 固体燃料的燃烧 煤的燃烧 在燃烧器中，煤主要以煤粉或块状固体形式燃烧。 a.煤粉燃烧 煤粉的燃烧受到两种形式的控制：同相燃烧和异相燃烧 同相燃烧 燃料中挥发性组分首先被蒸馏，与空气扩散混合，达到着火点后迅速燃烧，称为同相燃烧。 图4 煤的同相燃烧 异相燃烧 煤粉挥发后残留的固定碳与空气反应，以固态燃烧，称为异相燃烧。 b.煤块燃烧 煤块燃烧则是将块状固体置于炉栅上或随炉栅移动而燃烧。右图是上部加煤的层燃炉结构示意图。 图6 煤块的燃烧 2.1.2液体燃料和气体燃料的燃烧 a.液体燃料的燃烧 燃料油的雾化、油雾粒子中可燃物的蒸发与扩散，以及可燃物与空气的混合燃烧，燃烧状态受蒸发过程控制。 ?燃料油的燃烧过程包括： b.气体燃料的燃烧 ? 燃烧过程包括气体燃料与空气的混合、可燃气的加热与着火、燃烧反应三个阶段。燃烧状态受空气的扩散和混合过程控制。 1.煤的挥发分以气态燃烧，称为固相燃烧； 2.煤中的固定碳以固态燃烧，称为异相燃烧； 3.煤的燃烧速率取决于氧气向表面的扩散速率； 4.液体燃料以气态形式燃烧，燃烧过程受蒸发过程控制 5.气体燃料最易燃烧，燃烧过程受空气的扩散和混合控制 小结： 思考题：下列燃料完全燃烧的产物是什么，哪些是完全燃烧污染物、哪些是不完全燃烧污染物、哪些是不燃烧的污染物？ 2.2燃烧产物与污染物 燃料燃烧的产物可以归纳如下： 1.多数燃料的完全燃烧产物为CO2和水蒸气 2.不完全燃烧产物主要有：CO、黑烟和其他部分氧化产物 3.燃料中的硫大部分转化成SO2 4.燃料中的氮大部分生成N2，一部分转化成NOX 5.燃烧过程产生的污染物主要有：CO2、CO、SOx、NOx 、CH、烟、飞灰、金属及其氧化物等。 2.3 影响燃烧过程的主要因素 空燃比：定义为单位质量燃料燃烧所需的空气质量 （1）空气条件 a.富燃料条件（贫氧） b.理论空气条件 c.贫燃料条件(富氧) 空燃比与污染物排放的关系 思考题： 贫燃料燃烧有哪些特点? 图 6燃烧过程空燃比、峰值温度与污染物排放的关系 （2）温度条件 表 5 燃料的着火点温度 图 7燃烧过程空燃比、峰值温度与污染物排放的关系 （2）温度条件 温度条件小结： 1.只有达到着火温度，燃料才能燃烧 2.燃烧过程的放热速率高于周围的散热速率，才能使燃烧过程继续进行 3.随着燃烧峰值温度增加，CO及燃烧的碳氢化合物含量降低，NOx排放量增加，而SO2排放量基本不变。 （3）时间条件 时间条件即燃料在燃烧室中的停留时间。燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。 （4）燃料与空气的混合程度 一般取决于空气的湍流度。若混合不充分，部分燃料在富燃条件下燃烧，将产生较多未燃尽物质。 完全燃烧需要的条件 1.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 2.温度条件：只有达到着火温度，燃料才能燃烧，燃烧过程放热速率高于散热速率，燃烧才能持续 3.时间条件：燃料在高温的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间 4.混合条件：燃料与氧应充分混合 3.热化学关系式 发热量 发热量的分类 发热量根据是否考虑水的状态变化分成高位和低位两种。 图8 燃料的发热量 3.1 燃料设备的热损失 图9 燃料设备的热损失 大气污染控制工程