第2章 燃烧与大气污染

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1、第二章燃烧与大气污染燃料的性质燃料燃烧过程烟气体积及污染物排放量计算燃烧过程中污染物的生成与控制2.1燃料的性质燃料：指在燃烧过程中，能够放出能量，且在经济上可以取得效益的物质。分类：固体燃料（煤）常规燃料液体燃料（石油）气体燃料（天燃气）非常规燃料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及农村废物水生植物和水生废物污泥处理厂废物天然存在的含碳和含碳氢的资源合成燃料煤的分类褐煤、烟煤、无烟煤煤的工业分析水分（外部水分、内部水分）灰分（SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等）挥发分（氢气、碳氢化合物、一氧化碳、硫化

2、氢等）固定碳煤的元素分析碳、氢、氮、硫、氧等煤中硫的形态硫化铁硫、有机硫、硫酸盐硫煤的成分的表示方法收到基ar、空气干燥基ad、干燥基d、干燥无灰基dafAStyCSrwnwwHONdafdadar灰分固定碳挥发分水分固体部分（焦碳）挥发部分石油：液体燃料，多种化合物的混合物。（由链烷烃、环烷烃、芳香烃等碳氢化合物组成）比重：0.78～1.00比重：发热值闪点：安全粘度：温度天燃气：气体燃料。组成：甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%，及其它含碳更高的碳氢化合物。2.2燃料燃烧过程燃烧可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量（光和热

3、）的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。燃料完全燃烧的条件空气条件温度条件时间条件燃料与空气的混合条件（满足“3T”要求：Temperature、Time、Turbulence）燃料燃烧的理论空气量单位质量的燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量。建立燃烧化学方程式的基本假定空气仅由氮、氧组成，其中氮79%、氧21%。燃料中的固定态氧可用于燃烧燃料中的硫主要被氧化成SO2（无SO3）燃料中的氮主要转化为N2（无NOX）煤：C、S、N、H、0、H2O、灰分CO2、SO2、N2、H2O以1kg煤为基准进行燃烧计算：煤

4、成分含量（kg）需O2量(m3)CWC1.867WCSWS0.7WSNWN0HWH5.6WHOWO-0.7WOH2OWH2O0灰分W灰02.3煤的燃烧计算1kg煤的需O2量：VO2*=1.867WC+0.7WS+5.6WH+（-0.7WO）1kg煤需要的理论空气量：V空*=VO2*/0.21设　为空气过剩系数，则1kg煤需要的实际空气量为：V空=V空*烟气量计算：1kg煤生成的烟气成分烟气量(m3)CO21.867WCSO20.7WSN20.8WN+0.79V空*H2O11.2WH+1.24WH2O+1.24V空*da烟气中的

5、水蒸气由三部分组成：燃料中的氢生成的水蒸气：11.2WH燃料自身所含的水蒸气：1.24WH2O空气中的水蒸气：1.24V空*da（其中，da为空气湿度，单位kg水/m3干空气）其中，烟气中的氮气由两部分组成：燃料氮生成的氮气：0.8WN空气中的氮气：0.79V空*1kg煤产生的理论烟气量为：V烟*=1.867WC+0.7WS+0.8WN+0.79V空*+11.2WH+1.24WH2O+1.24V空*da1kg煤产生的实际烟气量为：V烟=V烟*+（-1）V空*+1.24（-1）V空*da污染物浓度计算：烟气中SO2的浓度:CSO

6、2=106×2ws/V烟（mg/m3）烟气中NOX的浓度:CNOX=106×wNOX/V烟（mg/m3）烟气中灰分的浓度:C灰=106×w灰×a%/V烟（mg/m3）过剩空气校正奥氏烟气分析仪当燃烧过程中碳完全燃烧，无CO生成时：当燃烧过程中碳不完全燃烧，有CO生成时：2.4燃烧过程中污染物的生成与控制燃烧过程中SO2的生成与控制燃烧过程中NOX的生成与控制燃烧过程中颗粒物的生成与控制燃烧过程中SO2的生成与控制SO2的危害燃烧过程中SO2的形成气体燃料中S以H2S形式存在液体燃料中S以有机硫形式存在固体燃料中S以三种形式存在

7、：（FeS、硫单质、有机硫）A、前控制分选、洗选气化液化B、中控制煤炭型煤沥青固硫剂循环流化床：煤炭与固硫剂混合均匀后进入燃烧室，并在其中以流化态进行燃烧。C、后控制末端控制燃烧过程中NOx的控制NOX的危害燃烧过程中NOX的形成燃料型NOX：与燃料中氮元素的含量成正比与供氧量成正比热力型NOX：与温度的关系密切t﹤1500℃时，热力型NOX生成很少；t﹤1500℃时，热力型NOX生成量显著增加。A、前控制燃煤中的N以环状、链状有机化合物形式存在，前处理较难。B、中控制两个原则：控制空气量控制温度过程控制：两段式燃烧烟气再循环

8、燃烧C、后控制末端控制燃烧过程中颗粒物的生成与控制颗粒物的危害燃烧过程中颗粒物的形成碳粒子的形成燃煤烟尘的形成影响燃煤烟气中飞灰排放物征的因素煤质、燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷及锅炉结构等。燃烧过程中颗粒物的控制减小煤炭的粒度控制良好的燃烧状态（充分燃