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第二章 燃烧与大气污染 主要的大气污染物，如烟尘、SO2,NO2等，都源于燃烧，本章侧重于燃烧过程的基本机理，及燃烧过程中污染物排放量的计算。 第二章 燃烧与大气污染 第一节 燃料的性质 第二节 燃料的燃烧过程 第三节 【重点】烟气体积及污染物排放量计算 第四节 【了解】燃烧过程硫氧化物的形成 第五节 【了解】燃烧过程中颗粒物的形成 第六节 【了解】燃烧过程中其它污染物的形成 第一节 燃料的性质 一、燃料的分类 按照物理状态可以分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料三类。 固体燃料主要是煤； 液体燃料主要是重油、各种渣油； 气体燃料主要是天然气及各种煤气。 燃料的分类表 气体燃料的特点是：燃烧迅速，其燃烧状态基本上由空气与燃料的扩散或混合所控制。 液体燃料也是以气态形式燃烧，因此它的燃烧速度受其蒸发过程控制。 固体燃料的燃烧，受两种现象控制，燃料中挥发性组分被蒸馏后以气态燃烧，而遗留下来的固定碳则以固态燃烧，后者的速率由氧向固体表面的扩散控制。 燃料的性质影响燃烧设备的设计及运行条件，也影响其大气污染物的形成和排放。 二、几种主要燃料的介绍 煤【重点】、石油类液体燃料、天然气、非常规燃料。 1、煤 煤的可燃成分主要是碳、氢及少量氧、氮、硫等一起构成的有机聚合物。煤中各成分的含量因煤的产地和种类不同而不同。 （1）煤的分类 我国电力部门的锅炉用煤，主要根据煤的挥发分并参考水分、灰分的含量来分类。 无烟煤：挥发分含量最低，Vr10％，含碳量最高，着火困难，燃尽不易，水分很低，发热量很高。煤的成焦性极差。 烟煤：挥发分含量在10％～45％之间，含碳量在75％～90％之间，含氧量低，水分、灰分一般不高，适宜一般工业应用。煤的成焦性较强。 褐煤：挥发分含量较高，Vr＝ 40％～50％，甚至60％，而挥发分的析出温度较低，所以着火及燃烧都比较容易。但其水分及灰分都含量很高，发热量很低。 （2）煤的成分分析 煤是复杂的高分子碳氢化合物，通常有工业分析和元素分析两种。 其主要成分是：碳(C)、氢(H) 、氧(O) 、氮(N) 、硫(S) 、灰分(A) 、水分(W) 、及挥发分(Vr) 。除灰分、水分外，其它元素多以化合态存在。 工业分析（ proximate analysis ） 测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热值，是评价工业用煤的主要指标。 元素分析（ ultimate analysis ） 用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧的含量。 碳：碳是煤中的主要可燃元素，一般占煤成分的20％～70％（指应用基成分），碳元素包括固定碳、和挥发分中的碳。固定碳（纯碳）不易着火燃烧，因此含碳量越高的煤，其着火燃尽也约困难。 氢：煤中氢的含量不多，约为3％～5％，但氢的发热量最高，约为纯碳的3.7倍。 氧：煤中氧的含量变化很大，一般与碳、氢结合以化合态存在。 氮：煤中氮的含量很少，但它是有害元素。煤燃烧时部分氮与氧化合生成NOx，污染大气。 【重点】煤中硫的形态：煤中的硫一般以三种形态存在：有机硫；硫化铁硫；硫酸盐硫。前两者参加燃烧，放出热量，后者不参加燃烧，只能计如灰分。 硫化铁硫主要代表是黄铁矿硫（FeS2），是煤中主要的含硫成分，它在煤中通常呈独立弥散分布，且其硬度中等，比煤重，易于用物理方法从煤中清除出去。 有机硫分一般与煤中的有机杂质构成复杂的分子，不宜用一般重力分选的方法除去，需要采用化学方法进行脱硫。 硫酸盐硫主要以钙、铁和锰的硫酸盐形式存在，以石膏为主。硫酸盐硫的含量比前两者要少的多。由于硫酸盐硫不参加燃烧，一般进入灰分，不构成大气污染，不是处理对象。 高硫煤中的硫主要是无机硫；低硫煤中的硫主要是有机硫。 通过分析，可知对煤进行脱硫处理，最好是在煤的燃烧前用物理方法处理。 灰：煤中所含的矿物杂质燃烧后即形成灰分。灰分是煤中的不可燃成分，灰分增加，不仅降低了煤的发热量，而且影响煤的着火及燃尽程度。灰熔点很低时易在高温受热面粘结结渣。 【补充】多成分的灰没有明确的熔化温度，它的熔化特性常用t1、t2、t3三个特征温度来表示。 一般用角锥法测定灰的特性温度点。 水：煤的