《燃燒技術(shù)》燃燒污染與防治1

1、1 燃燒污染燃燒污染 燃燒過程中常見的污染物有一氧 化碳、二氧化硫、氮氧化合物和煙 塵，燃燒還會產(chǎn)生噪聲污染、熱污 染和鉛污染（見汽車排氣污染）等。 2 一氧化碳一氧化碳 n一氧化碳主要由含碳燃料不完全燃燒引起。它 在鍋爐排氣中約占3，而在汽車排氣中可達 13。對于和只要保證燃料充分氧化。 n采用二次燃燒，就可能降低煙氣中的一氧化碳 含量。減少排氣中一氧化碳則是一個較為復(fù)雜 的問題。 n主要措施有：改進內(nèi)燃機設(shè)備結(jié)構(gòu)，如正確設(shè) 計增壓比，排氣道增設(shè)催化補燃器，操作上自 動調(diào)節(jié)油氣比等；提高燃料質(zhì)量，如調(diào)配汽油、 使用乳化燃料或液化氣等；以及通過制訂法規(guī)， 進行廢氣監(jiān)測等。 3 二氧化硫二氧化硫

2、 n二氧化硫來自燃料中硫、硫酸鹽和有機硫化物。 二氧化硫在煙氣中的體積濃度為0.050.25， 有時可達0.4。由于原油加工中 90以上的 硫轉(zhuǎn)入重油，重油的含硫量可達13。 n防止二氧化硫污染的有效措施是：燃料脫硫或 煙氣脫硫，采用低硫燃料燃燒也是最常用的方 法。 4 氮氧化合物氮氧化合物 n 氮氧化合物包括二氧化氮和不穩(wěn)定的一氧化氮、 一氧化二氮和四氧化二氮等。它們在高溫 (1650以上)下可由燃料中的氮化物以及空氣 中的氮和氧直接生成。煙氣中氮氧化合物含量 可達 1200毫克米，汽車排氣中可達 4000毫 克米。 n措施：通過濕法液體吸收、干法固體吸附或催 化轉(zhuǎn)換方法可以降低它的含量；中

3、采用層狀燃 燒也是降低氮氧化合物含量的一種方法。 5 煙塵煙塵 n煙塵中，煙是指碳氫化合物在缺氧下裂解生成 顆粒直徑小于 1微米的碳粒。隨著碳粒的增多， 煙由褐色變?yōu)楹谏?。家庭爐灶的產(chǎn)煙量占燃煤 量的 3.5以上，工業(yè)鍋爐一般是0.5。塵是 指排氣中直徑為 1100微米的顆粒，來自燃 料的灰分。 n影響煙塵的因素是燃燒設(shè)備、操作方法和燃料 含灰量。 n降低排氣中煙塵的有效措施：選燒低灰分燃料 和采用旋風分離、濕法凈化、多孔過濾或靜電 沉降等除塵設(shè)施。 6 噪聲污染噪聲污染 n燃燒引起的噪聲主要來自進氣道、排氣道和燃 燒器?？刂圃肼曉?、減弱傳播、采用消聲器等 能使噪聲降低。 n在燃燒過程中，大量

4、熱量的積聚將引起環(huán)境的 熱污染。如熱電廠中通常只有40的燃料熱能 轉(zhuǎn)為電能，余下的大部分熱能排入大氣或隨冷 卻水帶走，大量含熱廢水排到江河使水溫升高， 影響水質(zhì)，危及水生生物的生長，破壞生態(tài)平 衡。為此要充分利用熱電廠的余熱和改進冷卻為此要充分利用熱電廠的余熱和改進冷卻 方式，以控制熱污染的危害。方式，以控制熱污染的危害。 7 熱污染熱污染 n熱污染是指現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活中排放的廢熱 所造成的環(huán)境污染。 n 熱污染可以污染大氣和水體?；鹆Πl(fā)電廠、核 電站和鋼鐵廠的冷卻系統(tǒng)排出的熱水，以及石 油、化工、造紙等工廠排出的生產(chǎn)性廢水中均 含有大量廢熱。這些廢熱排入地面水體之后， 能使水溫升高。在工業(yè)

5、發(fā)達的美國，每天所排 放的冷卻用水達45億立方米，接近全國用水 量的13；廢熱水含熱量約2500億千卡，足夠 25億立方米的水溫升高10。 8 熱污染的危害熱污染的危害 n熱污染首當其沖的受害者是水生物，由于水溫升高使 水中溶解氧減少，水體處于缺氧狀態(tài)，同時又使水生 生物代謝率增高而需要更多的氧，造成一些水生生物 在熱效力作用下發(fā)育受阻或死亡，從而影響環(huán)境和生 態(tài)平衡。此外，河水水溫上升給一些致病微生物造成 一個人工溫床，使它們得以滋生、泛濫，引起疾病流 行，危害人類健康。1965年澳大利亞曾流行過一種腦 膜炎，后經(jīng)科學(xué)家證實，其禍根是一種變形原蟲，由 于發(fā)電廠排出的熱水使河水溫度增高，這種變

6、形原蟲 在溫水中大量孳生，造成水源污染而引起了這次腦膜 炎的流行。 9 熱污染的防治熱污染的防治 n廢熱的綜合利用廢熱的綜合利用 充分利用工業(yè)的余熱，是減少熱污染的最主要措施充分利用工業(yè)的余熱，是減少熱污染的最主要措施 n加強隔熱保溫加強隔熱保溫 在工業(yè)生產(chǎn)中，有些窯體要加強保溫、隔熱措施，以降低熱在工業(yè)生產(chǎn)中，有些窯體要加強保溫、隔熱措施，以降低熱 損失，如水泥窯筒體用硅酸鋁氈、珍珠巖等高效保溫材料，既減損失，如水泥窯筒體用硅酸鋁氈、珍珠巖等高效保溫材料，既減 少熱散失，又降低水泥熟料熱耗。少熱散失，又降低水泥熟料熱耗。 n尋找新能源尋找新能源 利用水能、風能、地能、潮汐能和太陽能等新能源，

7、即解決了利用水能、風能、地能、潮汐能和太陽能等新能源，即解決了 污染物，又是防止和減少熱污染的重要途徑。特別是太陽能的利污染物，又是防止和減少熱污染的重要途徑。特別是太陽能的利 用上，各國都投入大量人力和財力進行研究，取得了一定的效果。用上，各國都投入大量人力和財力進行研究，取得了一定的效果。 10 放熱過程放熱過程 n向大氣放熱向大氣放熱 n隨著人口和耗能量的增長，城 市排入大氣的熱量日益增多。 這里說的不僅是廢熱。按照熱 力學(xué)定律，人類使用的全部能 量終將轉(zhuǎn)化為熱,傳入大氣,逸向 太空。據(jù)計算，1975年世界耗 能總量占地球接收的凈輻射千 分之一弱。在局部地區(qū)，如美 國的曼哈頓地區(qū)耗能密度

8、最大， 達600W/m2,是當?shù)亟邮芴杻?輻射的6倍。 11 放熱過程 n向水體放熱向水體放熱 n水體熱污染波及范圍很小，對氣水體熱污染波及范圍很小，對氣 候幾乎沒有影響，但會影響漁業(yè)候幾乎沒有影響，但會影響漁業(yè) 生產(chǎn)，因為水溫升高使水中溶解生產(chǎn)，因為水溫升高使水中溶解 氧減少，另一方面又使魚的代謝氧減少，另一方面又使魚的代謝 率增高而需要更多的氧，魚在熱率增高而需要更多的氧，魚在熱 應(yīng)力作用下發(fā)育受到阻礙，甚至應(yīng)力作用下發(fā)育受到阻礙，甚至 很快死亡。為了減少這種熱污染很快死亡。為了減少這種熱污染 的危害，美國環(huán)境保護機構(gòu)建議的危害，美國環(huán)境保護機構(gòu)建議 控制廢熱的排放，并提出廢熱水控制廢熱

9、的排放，并提出廢熱水 進入水體經(jīng)混合后溫度升高不得進入水體經(jīng)混合后溫度升高不得 大于下列數(shù)值：河水大于下列數(shù)值：河水5恦恦 (2.83)，湖水，湖水3恦恦(1.66)， 海水冬季海水冬季4恦恦(2.2)，夏季，夏季1.5 恦恦(0.83)。 12 后果影響后果影響 n氧氣供應(yīng)減少氧氣供應(yīng)減少 水溫越高，氧氣的溶解度更低。若水中氧水溫越高，氧氣的溶解度更低。若水中氧 氣不足，動物便很易死去，植物在夜間（不氣不足，動物便很易死去，植物在夜間（不 能進行光合作用時）也會死去。能進行光合作用時）也會死去。 n影響生理功能影響生理功能 不少水中的生物，特別是魚，是冷血不少水中的生物，特別是魚，是冷血 動

10、物。它們無法適應(yīng)水溫的改變，很易動物。它們無法適應(yīng)水溫的改變，很易 死亡。對于其他生物，酶的功能會受影死亡。對于其他生物，酶的功能會受影 響，令新陳代謝發(fā)生問題。響，令新陳代謝發(fā)生問題。 13 鉛污染鉛污染 n鉛是一種青灰色重金屬。在加熱到400- 500時會有鉛蒸汽逸出形成鉛煙，在用 鉛錠制造鉛粉和極板的過程中都會有鉛 塵散發(fā)，污染空氣，當空氣中鉛煙塵達 到一定濃度對人體是有害的。 14 鉛污染來源鉛污染來源 n鉛對環(huán)境的污染，一是由冶煉、制造和使用鉛 制品的工礦企業(yè)，尤其是來自有色金屬冶煉過 程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣造成的。 二是由汽車排出的含鉛廢氣造成的，汽油中用 四乙基鉛作為抗

11、爆劑（每公斤汽油用13克）， 在汽油燃燒過程中，鉛便隨汽車排出的廢氣進 入大氣。目前世界上已有兩億多輛汽車，每年 排出的總鉛量達40萬噸，成為大氣的主要鉛污 染源。 15 危害影響危害影響 n鉛對神經(jīng)系統(tǒng)的損害是引起末梢神經(jīng)炎，出現(xiàn) 運動和感覺障礙。此外鉛隨血流入腦組織，損 害小腦和大腦皮質(zhì)細胞，干擾代謝活動，使營 養(yǎng)物質(zhì)和氧氣供應(yīng)不足，引起腦內(nèi)小毛細血管 內(nèi)皮細胞腫脹，進而發(fā)展成為彌漫性的腦損傷。 經(jīng)常接觸低濃度鉛的人,當血鉛達到每100毫升 6080微克時，就會出現(xiàn)頭痛、頭暈、疲乏、 記憶力減退和失眠，常伴有食欲不振、便秘、 腹痛等消化系統(tǒng)的癥狀。 16 鉛污染 17 處理方法處理方法 n當水體受到污染時，可采用中和法處理， 即投加石灰乳調(diào)節(jié)pH到7.5，使鉛以氫氧 化鉛形式沉淀而從水中轉(zhuǎn)入污泥中。用 機械攪拌可加速澄清，凈化效果為 80%96%，處理后的水鉛濃度為 0.370.40mg/L。而污泥再做進一步的 無害化處理。對