02燃烧及大气污染　大气污染控制工程 教学课件.pptVIP

§2、燃烧与大气污染 §2、燃烧与大气污染 2.1 燃料的分类 燃料来源 天然燃料(一次能源) 人工燃料（二次能源） 物态 固 泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、可燃页岩等 木炭、焦碳、煤砖、煤粉 液 石油 石油加工产品（汽油、柴油等）、合成液体、混合悬浮燃料（如煤粉、重油混合物等） 气 天然气 石油气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、地下汽化煤气等 2.2 燃料燃烧过程 1、定义 燃烧是可燃物与助燃物(氧或氧化剂)发生的一种发光放热的化学反应。是在单位时间内产生的热量大于消耗热量的反应。 ? 2、燃烧过程 可燃物质状态不同，燃烧过程也不同。 燃烧过程 (1)气体最易燃烧，燃烧所需热量只用于本身的氧化分解，并使其达到燃点， (2)液体在点火源作用下，先蒸发成蒸气，然后蒸气氧化分解而燃烧； (3)固体燃烧分两种情况，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。 3、燃烧产物 一般为CO2和水，实际过程较为复杂。 不同的物质燃烧产物不同， 例如： 芳香含硫化合物→硫化氢、硫醇、亚硫酸酐等甲醇→一氧化碳、氢、甲醛、甲烷等。 4、燃烧条件（完全） 空气与燃料之比 温度Temperature 时间Time 湍流度Turbulence 2.3 燃烧的理论空气量 2.3.1、假定条件： (1)空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为79.1/20.9=3.78 (2)燃料中的固定态氧可用于燃烧； (3)燃料中的硫主要被氧化为SO2； (4)热型NOx的生成量较小，燃料中含氮量也较低，计算理论空气量时可以忽略； (5)燃料的化学式为CxHySzOw，其小下标x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。 2.3.2、反应方程式： 2.3.3、理论空气量 m3/kg 2.3.4、空气过剩系数 实际的燃烧装置中、“三T”条件不可能达到理想化的程度，因此为使燃料完全燃烧，就必须供给过量的空气。一般把超过理论空气量多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量与理论空气量之比定义为空气过剩系数。 部分炉型的空气过剩系数 燃烧方式 烟煤 无烟煤 重油 煤气 手烧炉和抛煤机炉 1.3～1.5 1.3～2.0 — — 链条炉 1.3～1.4 1.3～1.5 — — 悬燃炉 1.2 1.25 1.15～1.2 1.05～1.1 2.3.5、空燃比 （AF） 空燃比定义为单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，它可以由燃烧方程式直接求得。 2.4 烟气体积及污染物排放量计算2.4.1 烟气体积计算 1.理论烟气量 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以 表示。其主要成分是CO2、SO2、N2和水蒸气。 通常把烟气中除了水蒸气以外的部分称为干烟气，把包括水蒸气在内的烟气称为湿烟气。 理论烟气量＝干烟气＋水蒸气 2.烟气体积和密度的校正 标准状态（273K、1atm）：Pn、Tn、Vn、ρn 工作状态： Ps、Ts、Vs、ρs 烟气体积 烟气密度 3.过剩空气校正 实际烟气量＝理论烟气量＋过剩空气量 2.4.2 污染物排放量计算 污染物排放浓度＝污染物总量／实际烟气量 参见P47，例2－4，例2－5。 例题：已知安徽淮南烟煤收到基的分析数据：C： 57.42%，H： 3.81%，O： 7.16%，N： 0.93%，S： 0.46%，灰分： 21.37%，水分： 8.85%，空气过剩系数 =1.4，试计算完全燃烧时的：（1）理论空气量；（2）理论烟气量；（3）实际烟气量；（4）烟气中SO2及粉尘的浓度（假设煤中的灰分全部进入烟气）。 解：以燃烧100g煤进行计算 质量(g) 摩尔质量(g) 摩尔数(mol) 需氧气量（mol） 产物 摩尔数 (mol) C 57.42 12 4.785 4.785 CO2 4.785 H 3.81 1 3.810 0.953 H2O 1.905 N 0.93 14 0.066 － N2 0.033 S 0.46 32 0.014 0.014 SO2 0.014 O 7.16 16 0.448 -0.224 － － H2O 8.85 18 0.492 － H2O 0.492 灰 21.37 － － － － － 则燃烧100g煤所需氧气量为 4.785＋0.953＋0.014－0.224＝5.528 mol 所需理论空气量为 5.528×4.78×22.4÷100 ＝5.919 m3(标准)/kg 理论烟气量 [(4.785＋1.905＋0.033＋0.014＋0.492)＋5.528×3.78]×2