第2章燃烧与大气污染(1)

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1、第2章燃烧与大气污染(1)教学内容§1燃料的性质§2燃料燃烧过程§3烟气体积及污染物排放计算§4燃烧过程中硫氧化物的形成§5燃烧过程中颗粒物的形成§6燃烧过程中其他污染物的形成1§2燃烧与大气污染(1)1.教学要求了解常见民用及工业燃料的组成和性质；掌握气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素；学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度；掌握颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产生机理，理解通过改变燃烧条件减少污染物生成的途径2、教学重点重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握燃烧过程污染物排放计算。3、教学难点燃烧过程污染

2、物排放计算。建议学时数：4学时2焚烧秸秆34300MW、600MW"W"形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉5600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉6300MW、600MW“W”形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉该锅炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器；双进双出球磨机正压直吹式燃烧系统。7600MW及以上超临界本生直流机组锅炉8600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉910§1燃料的性质燃料的分类按获得方法分按物态

3、分天然燃料人工燃料固体燃料木柴、煤、油页岩木炭、焦炭、煤粉等液体燃料石油汽油、煤油、柴油、重油气体燃料天然气高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气燃料的定义：指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质11§1燃料的性质一、煤煤定义：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。性质：煤中有机成分和无机成分的含量因种类、产地不同而异。121314§1燃料的性质1.煤的分类：按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。（1）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，

4、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%。15§1燃料的性质（2）烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。挥发分20—45%，C75—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。（3）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。162.燃料组成对燃烧的影响碳：可燃元素。1kg纯碳完全燃烧时，放出7850kcal的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出2214kc

5、al的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约90-98%，一般煤的含碳量约50-95%。氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为2-10%，以碳氢化合物的形式存在，1kg氢完全燃烧时能放出28780kcal的热量。172.燃料组成对燃烧的影响氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发热量氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5-1.5%硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两

6、种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3，其中SO2占95%以上。182.燃料组成对燃烧的影响水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中加热到102-105C，保持2h后才能除掉。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。193.煤的成分分析工业分析（proximateanalysis）测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热量，是评价工业用煤的主要指标。√元素分析（ultimateanalysis

7、）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。20（1）煤的工业分析水分：一定重量13mm以下粒度的煤样，在干燥箱内318-323K温度下干燥8小时，取出冷却，称重外部水分将失去外部水分的煤样保持在375-380K下，约2h后，称重内部水分外部水分＋内部水分=煤所含的全水分。煤所含水分使热值降低，影响燃烧稳定，一般控制煤中水分在10%～13%。挥发分：失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加热7分钟，放入干燥箱中冷却至常温再称重。21（1）煤的工业分析√固定碳从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部

8、分为固定碳，是煤的主要可燃物质。失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在80020C的环境中灼烧到重量不在变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定