燃烧与大气污染 大气污染控制工程 课件.docVIP

教 学 内 容 燃烧与大气污染 讲授：4学时 重点：（二）燃烧计算 理论空气量 烟气量 污染物排放量 第二章 燃烧与大气污染 烟尘、SO2、NOx、等主要是因燃烧而引起的。本章主要介绍燃料燃烧过程中的基本原理、污染物的生成机理以及如何控制燃烧过程，减少污染物的排放。 §1. 燃料的性质 燃料指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质。 燃料的分类：（1）常规燃料：如煤（coal）、patrolum、天然气等。 （2）非常规燃料 按其物理状态分为：（1）固体燃料：挥发分被蒸馏后以气态燃烧（蒸气控制）；留下的固定炭以固态燃烧（扩散控制）。 （2）液体燃料：有蒸发过程控制（气态形式燃烧）。 气态燃料：有扩散或混合控制。 燃料的性质影响大气污染物的排放。 一、煤：是一种复杂的物质聚集体。主要可燃成分是C、H及少量O2、N2、S等一起构成的有机聚合物。 煤中有机成分和无机成分的含量因种类、产地不同而异。 分类：按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。 a.褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，是煤中等级最低的一类，形成年代最短。呈黑色、褐色、泥土色，象木材结构。 特点：①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热值低，不能制炭。 干燥后：C含量60—75%，O2含量20—25%。 b.烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。 挥发分20—45%，C 75—90%。成焦性较强，氧含量低，水分及灰分含量不高，适宜工业使用。 c.无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。 C含量93%, 无机物量10%, 着火难，不易自燃，成焦性差。 煤的组成 煤的组成测定方法分为工业分析；元素分析两大类。 工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳、S含量、热值。 元素分析：用化学法测定去除掉外部水分的主要组分。C、H2、N2、S、O2等。 教 学 内 容 煤中硫的形态 有机硫（CxHySz） 煤中含硫 硫化物硫（FeS2） 无机硫 无系硫 （S 硫酸盐硫（MeSO4） 硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它能燃烧放出热量。我们所说的污染物SOx只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4，而一般给我们的含硫量是指总硫量。应注意。 硫化铁硫：是主要的含硫成分，主要代表黄铁矿硫。 黄铁矿：硬度 6—6.5 比重 4.7—5.2 本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。 有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。 石油：石油是液体燃料的主要来源。原油是天然存在的易流动液体。比重0.78—1.00 主要含C、H2、少量的S、N2、O2，此外，含有微量金属（钒、镍）、砷、铅、氯等，10ppm左右。 原油中的硫大部分以有机硫形式存在，形成非碳氢化合物的巨大分子团，其含硫量变化范围较大，一般为0.1—7%。原油通过蒸馏、裂化和重态过程生产出各种产品。原油中的S约有80—90%留于重硫分中。硫以复杂的环状结构存在，而需去除的仅是硫原子，故不能用物理方法分离硫化物。采用高压下的催化加氢破坏C—S—C键形成H2S气体，可达目的，但费用很高。 三、天然气 一般组成CH485%,乙烷10%，丙烷3%，此外还有H2O、CO2、N2、He、H2S等。 §2-2 燃料燃烧过程 影响燃烧过程的主要因素 1．燃烧过程及燃烧产物 燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。 多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO和其它部分氧化产物等。 若燃料中含S、N会生成SO2和NOx，燃烧温度较高时，空气中的部分氮会被氧化成NOx。 教 学 内 容 Fuel NOx(燃料型NOx)——燃料中的N) NOx的生成量 Thermal NOx(热型NOx)——高温时空气中 2．燃料完全燃烧的条件 燃料完全燃烧的条件是适量的空气、足够的温度、必要的燃烧时间、燃料与空气的充分混合。 空气条件：按燃烧不同阶段供给相适应的空气量。 温度条件：只有达到着火温度，才能与氧化合而燃烧。 着火温度：在氧存在下可燃质开始燃烧