大氣污染教案第二章資料

大氣污染教案第二章資料2第二章燃燒與大氣污染概況：化石燃料對(duì)大氣污染的奉獻(xiàn)：化石燃料的燃燒特別是不完全燃燒將導(dǎo)致大量的煙塵、硫氧化物、氮氧化物、氟氧化物、碳氧化物的產(chǎn)生，尤其是燃煤引起的大氣污染問題加重。如2021年，我國二氧化硫的排放量達(dá)2217.9×104噸，而二氧化硫排放量與煤碳消耗量有高度的相關(guān)性。因此，未來能源消費(fèi)增長量、增長方式將是決定我國大氣污染開展趨勢(shì)的重要因素。

3化石燃料與大氣污染類型：我國現(xiàn)階段的能源構(gòu)造以煤碳為主，決定了我國大氣污染的特征。我國的大氣環(huán)境污染仍以煤煙型為主，顆粒物是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物，其次是二氧化硫和二氧化氮。酸雨問題依然嚴(yán)重。

4第二章燃燒與大氣污染同時(shí)，從1980年以后，受經(jīng)濟(jì)增長的推動(dòng)，我國機(jī)動(dòng)車數(shù)量增長迅速。全國汽車保有量年增長率保持在13%，特別是一些大型和特大型城市如北京、廣州、上海、成都等機(jī)動(dòng)車數(shù)量增長速率遠(yuǎn)高于全國平均水平。目前，全國汽車保有量已超過1億輛。汽車燃油排放的氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锱欧趴偭空鹉晟仙Ｊ钩鞘械奈廴绢愋统尸F(xiàn)煤煙型和汽車尾氣型的復(fù)合污染。5燃料及其性質(zhì)①燃料及其分類：燃料指在燃燒過程中，能夠放出熱量，且在經(jīng)濟(jì)上可行的物質(zhì)。燃料的分類一般按物理狀態(tài)分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料三類。燃料的分類及其主要形式燃料的分類主要存在形式固體燃料煤碳及其各種固體衍生制品、固體酒精、固體石蠟等。液體燃料汽油、柴油、煤油、酒精等。氣體燃料天然氣、煤氣、丁烷等非常規(guī)燃料城市固體廢棄物、商業(yè)和工業(yè)固體廢棄物、農(nóng)產(chǎn)物及農(nóng)村廢物、水生植物和水生廢物、污泥處理廠廢物、可燃性工業(yè)和采礦廢物、合成燃料等。6第二章燃燒與大氣污染②主要燃料的性質(zhì)A、煤：它是最重要的固體燃料，除了所含的水分和礦物成分外，其可燃成分主要是碳和氫并含少量的硫、氮、氧。煤就是由很多個(gè)不同構(gòu)造的這種微小的C、H、O、N、S的有機(jī)聚合物粒子和礦物雜質(zhì)、水分等混合而結(jié)合成整體的混合物，因此煤礦的組成因種類和產(chǎn)地的不同而有很大差異。煤的分類、組成、及其中的硫的形態(tài)如下面三表所示：7煤的種類和性質(zhì)煤礦的種類主要性質(zhì)褐煤形成年代最短，呈黑色、褐色或泥土色，結(jié)構(gòu)類似木材，揮發(fā)分較高，析出溫度較低，干燥后無灰的褐煤中碳的含量為60%-75%，氧含量為20%-25%，褐煤的水分和灰分含量都較高，燃燒熱值較低，不能用于制焦碳，易于破裂。煙煤形成歷史較褐煤更長，呈黑色，外形有可見條紋，揮發(fā)分含量為20%-45%，碳含量為75%-90%。煙煤的成焦性較強(qiáng)，且含氧量低，水分和灰分含量一般不高，適于工業(yè)上的一般應(yīng)用。無煙煤煤化時(shí)間最長，具有明亮的黑色光澤，機(jī)械強(qiáng)度高。碳的含量一般高于93%，無機(jī)物含量一般低于10%，著火困難，儲(chǔ)存時(shí)穩(wěn)定，不易自燃，成焦性極差。8煤的組成及分析方法項(xiàng)目煤礦的組成分析測(cè)定方法工業(yè)分析水分外部水分稱取一定量的13mm以下粒度的煤樣，置于干燥箱內(nèi)，在318K-323K溫度下干燥8h，取出冷卻，干燥后所失去的水分質(zhì)量，占煤樣原質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)就是煤礦的外部水分。內(nèi)部水分將失去外部水分的煤樣繼續(xù)在375K-380K下干燥約2H，所失去水分質(zhì)量占原來質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)即為內(nèi)部水分?；曳置旱V中不可燃礦物質(zhì)的總稱，其含量和組成因煤種及粗加工的不同而異。揮發(fā)分系煤礦干餾時(shí)所釋放出的氣態(tài)可燃物質(zhì)，將風(fēng)干的煤樣在1200K的爐中加熱7分鐘而測(cè)定。固定碳從煤中扣除水分、灰分和揮發(fā)分后剩下的部分就是固定碳。元素分析碳和氫是通過燃燒后分析尾氣中二氧化碳和水分的生成量而測(cè)定。氮在催化劑作用下使煤中的氮轉(zhuǎn)化為氨，繼而用堿吸收，最后用酸滴定。硫?qū)悠贩旁谘趸V和無水碳酸鈉的混合物上加熱，使硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}，再以重量法測(cè)定硫酸鋇沉淀而測(cè)得。9煤中硫的分類煤中硫的分類存在形態(tài)及主要性質(zhì)硫化鐵硫主要代表為黃鐵礦硫，是煤中主要的含硫成分。黃鐵礦比矸石和煤重得多；本身雖無磁性但在磁場感應(yīng)下能轉(zhuǎn)變?yōu)榇判晕镔|(zhì)；和煤碳相比有不同的微波效應(yīng)，吸收微波能力較強(qiáng)，據(jù)此可采用不同的物理和化學(xué)方法，把黃鐵礦從煤中脫除。有機(jī)硫原生有機(jī)硫來源于形成煤的植物蛋白質(zhì)的原生質(zhì)，一般蛋白質(zhì)含硫量為5%，以各種不同形式的含硫雜環(huán)存在有機(jī)硫主要以噻吩、芳香基硫化物、環(huán)硫化物、脂肪族硫化物、二硫化物、硫醇等各種官能團(tuán)形式存在，且與煤中有機(jī)硫構(gòu)成復(fù)雜分子，不宜用一般重力分選的方法除去，需用化學(xué)方法進(jìn)行脫硫。次生有機(jī)硫是由一種松懈的鍵與煤中有機(jī)物構(gòu)成的有機(jī)聯(lián)系。在煤中分布不均勻，主要局限于黃鐵礦包裹體的周圍。硫酸鹽硫主要以鈣、鐵和錳的硫酸鹽形式存在，以石膏（CaSO4?2H2O）為主，也有少量綠礬（FeSO4.7H2O），在煤中含量較少。10第二章燃燒與大氣污染按照?燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策?〔2002〕：各地不得新建含硫分大于3%的礦井；對(duì)現(xiàn)有硫分大于3%的小礦井，應(yīng)予關(guān)閉；對(duì)現(xiàn)有硫分大于3%的大煤礦，近期實(shí)行限產(chǎn)，到2005年仍未采取有效降硫措施、或無法定點(diǎn)供給安裝有脫硫設(shè)施并到達(dá)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的用戶的，應(yīng)予以關(guān)閉。除定點(diǎn)供給安裝有脫硫設(shè)施并到達(dá)國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的用戶外，對(duì)新建硫分大于1.5%的煤礦，應(yīng)配套建立煤炭洗選設(shè)施。對(duì)現(xiàn)有硫分大于2%的煤礦，應(yīng)補(bǔ)建煤炭洗選設(shè)施。11第二章燃燒與大氣污染B、石油概述：石油是直接從油井中開發(fā)出來的一種褐色或黑色的流動(dòng)或半流動(dòng)的粘稠性可燃性礦物油，含燃?xì)?、原油和一局部蠟質(zhì)或固體和半固體瀝青物質(zhì)。石油組成的元素主要是C、H、O、S、N等五種，還含有微量V、Ni、Fe等金屬元素。石油中有數(shù)千個(gè)碳?xì)浠衔餆N，如烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴，除此之外，還有非烴類化合物。12第二章燃燒與大氣污染石油的分類

按烴類的比例不同分：原油中的烴類成分主要分為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。根據(jù)烴類成分的不同，可分為的石蠟基石油、環(huán)烷基石油和中間基石油三類。石蠟基石油含烷烴較多；環(huán)烷基石油含環(huán)烷烴、芳香烴較多；中間基石油介于二者之間。石油經(jīng)常壓蒸餾或裂化等加工過程，可得到汽油、煤油、柴油、潤滑油、固體石蠟和瀝青等產(chǎn)品。目前我國已開采的原油以低硫石蠟基居多。大慶等地原油均屬此類。13C、天然氣

概述：天然氣是蘊(yùn)藏在地層中較輕的碳?xì)浠衔锟扇細(xì)怏w。它的成因和產(chǎn)生過程與石油一樣，兩者可能是同時(shí)生成的。

組成：天然氣的組成成分多以甲烷為主，其次是乙烷、丙烷、丁烷及其它氣態(tài)烴類。除此之外，還有氮、氫、二氧化碳、硫化氫等，有時(shí)還含有少量惰性氣體如氦、氬等。

主要污染氣體：天然氣中的硫化氫具有腐蝕性，它的燃結(jié)產(chǎn)物為硫的氧化物，因此許多國家都規(guī)定了天然氣中總硫含量和硫化氫含量的最大允許值。14第二章燃燒與大氣污染燃料的燃燒及污染物形成〔一〕燃料的燃燒過程燃燒：指可燃混合物發(fā)生劇烈的化學(xué)反響而發(fā)熱和發(fā)光的快速氧化過程，同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。多數(shù)的化石燃料完全燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳和水蒸汽。然而不完全燃燒過程將產(chǎn)生黑煙、一氧化碳和其它局部氧化產(chǎn)物等大氣污染物。假設(shè)燃料中含有硫和氮，那么會(huì)生成二氧化硫和氮氧化物。15第二章燃燒與大氣污染1、氣體燃料的燃燒

氣體燃料以可燃成分為主，當(dāng)與空氣按一定比例混合后，接近火種便可燃燒起來。2、液體燃料的燃燒這是一種清潔燃料，其外表存在燃料的揮發(fā)性氣體〔如汽油揮發(fā)氣〕，在靜止點(diǎn)火時(shí)，外表會(huì)出現(xiàn)火焰。因此，液體燃料在燃燒過程中，首先將液體燃料經(jīng)過霧化器噴成霧狀，使液體的外表積增加上千倍，以利于液體的揮發(fā)，當(dāng)與空氣按一定的比例混合接近火種時(shí)，即可燃燒。16第二章燃燒與大氣污染3、固體燃料的燃燒固體燃料成分復(fù)雜，以煤炭燃燒為例，燃燒過程大致可分為以下四個(gè)階段：〔1〕預(yù)熱和干餾：燃料依靠爐膛內(nèi)的熱源加熱到100℃以上，煤中的水分逐漸蒸發(fā)掉，同時(shí)煤的溫度也逐漸上升?！?〕析出揮發(fā)分和形成焦炭：煤析出水分后繼續(xù)加熱，便釋放出揮發(fā)物，一般來講，煤的炭化期越短，其揮發(fā)分含量越多〔如褐煤、煙煤〕。17第二章燃燒與大氣污染〔3〕揮發(fā)分和焦炭的著火燃燒：在有氧氣存在的條件下，隨著溫度的升高，揮發(fā)分著火燃燒并出現(xiàn)火焰，此時(shí)煤炭外表還是暗淡的，隨著燃燒的持續(xù)進(jìn)展，煤炭加熱也開場燃燒，這時(shí)煤炭變成通紅狀，揮發(fā)分與煤炭同時(shí)進(jìn)展燃燒，這時(shí)所產(chǎn)生的熱量除供給自身燃燒需要外，還可加熱周圍煤炭。〔4〕灰渣的形成：在揮發(fā)分和煤炭燃燒的同時(shí)，煤和煤渣就出現(xiàn)軟化和熔融，稱為玻璃化，出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，形成灰渣。煤炭的燃燒過程如以下圖所示：18第二章燃燒與大氣污染19第二章燃燒與大氣污染(二)燃燒的條件1、空氣：燃料燃燒必須提供適宜的空氣和氧氣?？諝夂脱鯕饬窟^大，會(huì)帶走過多的熱量，反而造成熱量損失；空氣和氧氣量過小，燃燒就不完全。燃燒時(shí)應(yīng)控制在最正確的碳?xì)獗确秶?、燃燒溫度：燃燒加熱到達(dá)著火溫度是燃燒的必要條件，可燃燒物質(zhì)在有氧氣存在的條件下開場著火的最低溫度稱為著火溫度。各種燃料有不同的著火溫度，一般情況下，氣體燃料著火溫度最高，液體燃料著火溫度較低，固體燃料著火溫度最低。常見燃料的著火溫度如下表所示：20常見燃料的著火溫度燃料種類著火溫度/℃燃料種類著火溫度/℃硬木250——300汽油300-320木炭220-370重油530-580褐煤250-450焦?fàn)t煤氣650-750煙煤225-400高爐煤氣700-800無煙煤440-500甲烷650-750泥煤225-280焦煤550-60021引火〔或閃火〕：煤氣、天然氣之類的氣體燃料及汽油、酒精之類易產(chǎn)生揮發(fā)液體燃料與火焰或火花接觸時(shí)，即使在低于著火溫度時(shí)也會(huì)被引著火而燃燒起來，這種現(xiàn)象稱為引火或閃火。使燃料引火的最低溫度稱為引火點(diǎn)或閃火點(diǎn)。常見液體燃料的引火點(diǎn)如下表所示：表常見液體燃料的引火點(diǎn)引火點(diǎn)/℃燃料名稱引火點(diǎn)/℃石油（原油）一般在0以下燃料名稱60~120汽油—50~0乙醇9~32輕油60~70思考：加油站為什么不允許吸煙？22第二章燃燒與大氣污染3、時(shí)間在高于著火溫度狀況時(shí)，燃料進(jìn)入燃燒室后的停留時(shí)間應(yīng)大于燃燒所需要的時(shí)間。在所要求的燃燒反響速度下，停留時(shí)間將取決于燃燒室的大小和形狀。反響速度隨溫度的升高而加快，燃燒室內(nèi)溫度越高，燃燒所需的時(shí)間越短。23第二章燃燒與大氣污染4、燃料與空氣混合的程度

燃料與空氣充分接觸才有利于燃料的燃燒。煤炭燃燒分為層燃式燃燒、沸騰式燃燒、懸浮式燃燒。層燃式燃燒：是將煤炭置于固定或移動(dòng)的爐箅上燃燒；沸騰式燃燒：是利用空氣使煤粉式顆粒在沸騰狀態(tài)下燃燒；懸浮燃燒：是將煤粉隨空氣流在燃燒室中燃燒。為使煤粉燃燒徹底，應(yīng)使燃燒室內(nèi)的氣流處于湍流狀態(tài)，破壞煤層的邊界層，有利于燃料與空氣接觸。24第二章燃燒與大氣污染燃燒過程的“三T〞：溫度(temperature)時(shí)間〔time〕湍流〔turbulence〕通過控制空燃比、燃燒溫度、燃燒時(shí)間和湍流狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)大氣污染物排放量最低條件下有效燃燒的目標(biāo)。25第二章燃燒與大氣污染〔三〕燃燒中污染物的形成

1、煙的形成：煙是由氣相、液相、固相混合而成的氣溶膠。氣相成分為N2、CO2、CO、O2、NOx、SO2等；液相主要成分為水；固相成分為燃燒產(chǎn)生的煙塵，排入大氣后稱TSP，還包括未燃盡的含碳化合物-黑煙。黑煙的成分中，碳約占96.2%，氫占0.8%，剩下的是氧。根據(jù)燃燒狀況及煙氣凈化程度的不同，其煙氣各成分也不同。如濕式除塵脫硫后的煙氣含水分較多，因此煙氣呈白色水霧狀；爐窯以燃燒煙煤為主，凈化效果不佳時(shí)會(huì)出現(xiàn)黑煙，呈黑色；而干式除塵器效果不好時(shí)，煙氣中含大量煙塵，呈褐色。26第二章燃燒與大氣污染2、硫氧化物的形成：煤中的硫分為有機(jī)硫、硫酸鹽和硫化物。在燃燒的第一二階段，煤的揮發(fā)分逸出，煤中有機(jī)硫的結(jié)合鍵“C-S〞鍵斷裂，主要是有機(jī)硫釋放出來，氧化反響生成二氧化硫。隨著溫度的升高，硫化物和硫單質(zhì)燃燒，與氧反響生成硫氧化物，其中以二氧化硫?yàn)橹鳌．?dāng)爐溫繼續(xù)升高，煤中的局部硫酸鹽發(fā)生熱分解反響，硫氧化物釋放出來。隨著煤燃燒過程中煤和煤渣的熔融，可有效抑制硫酸鹽的分解，減少硫氧化物的釋放。二氧化硫形成的主要化學(xué)反響式如下：27第二章燃燒與大氣污染3、氮氧化物的形成：氮氧化物是在氮燃燒過程中與氧發(fā)生氧化反響生成的氧化物，主要有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，由于生成的各種氧化物種類較多，因此用NOx來表示。由于燃燒條件和反響時(shí)間的不同，其生成的氮的氧化物含量也不一樣。燃燒產(chǎn)生的氮氧化物分為三類：第一類：熱力型氮氧化物，它是在高溫燃燒時(shí)，來自空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥错懮傻牡趸?；第二類：燃料型氮氧化物，是燃料中的有機(jī)氮經(jīng)過化學(xué)反響生成的氮氧化物；第三類：火焰邊緣形成的快速型氮氧化物，其生成量很少，一般忽略不計(jì)。下面對(duì)第一和第二類進(jìn)展介紹。28第二章燃燒與大氣污染(1)熱力型氮氧化物：其生成與燃燒時(shí)的溫度、氧的濃度及燃燒時(shí)間有關(guān)，在氧濃度不高的情況下，NO的生成速度隨燃燒溫度的升高而不斷加大。在燃燒溫度低于300℃時(shí)，NO生成速度較低，NO的生成量較少；當(dāng)燃燒溫度高于1500℃時(shí)，NO生成速度明顯加快，NO生成量較大?！?〕燃料型氮氧化物：由于燃料中氮的含量較低，在燃燒過程中有局部氮轉(zhuǎn)化成氮氧化物。燃料中氮生成氮氧化物的過程比較復(fù)雜，一般認(rèn)為，燃燒溫度不同，其形成的氮氧化物不同，并且形成中間產(chǎn)物。隨著燃燒溫度的增加，會(huì)生成新的氧化物，并且燃料型氮氧化物的生成量會(huì)明顯增加。29(1)煤炭燃燒顆粒物的形成:進(jìn)入爐膛后先經(jīng)過加溫，在煤燃燒第二〔著火〕、第三〔燃燒、破裂〕階段過程中，煤逸出揮發(fā)分后，出現(xiàn)大量孔穴，隨著燃燒時(shí)間和溫度的增加，燃燒由表向里進(jìn)展，會(huì)出現(xiàn)破裂，變成大小不等的顆粒。在熱力和爐內(nèi)風(fēng)力的作用下，燃燒中形成的微小顆粒稱為飛灰，排出煙囪后稱為煙塵，進(jìn)入大氣后形成大氣污染物-TSP〔總懸浮顆粒物〕。同時(shí)在高溫時(shí)，煤中的局部無機(jī)硫〔硫酸鹽硫〕也逸出，發(fā)生氧化反響生成二氧化硫。在煤炭燃燒的第四階段，爐膛中煤出現(xiàn)軟化熔融現(xiàn)象，那么飛灰產(chǎn)生量開場減少。4、顆粒物的形成30(1)煤炭燃燒顆粒物的形成:進(jìn)入爐膛后先經(jīng)過加溫，在煤燃燒第二〔著火〕、第三〔燃燒、破裂〕階段過程中，煤逸出揮發(fā)分后，出現(xiàn)大量孔穴，隨著燃燒時(shí)間和溫度的增加，燃燒由表向里進(jìn)展，會(huì)出現(xiàn)破裂，變成大小不等的顆粒。在熱力和爐內(nèi)風(fēng)力的作用下，燃燒中形成的微小顆粒稱為飛灰，排出煙囪后稱為煙塵，進(jìn)入大氣后形成大氣污染物-TSP〔總懸浮顆粒物〕。同時(shí)在高溫時(shí)，煤中的局部無機(jī)硫〔硫酸鹽硫〕也逸出，發(fā)生氧化反響生成二氧化硫。在煤炭燃燒的第四階段，爐膛中煤出現(xiàn)軟化熔融現(xiàn)象，那么飛灰產(chǎn)生量開場減少。4、顆粒物的形成31第二章燃燒與大氣污染

〔2〕液體燃料燃燒顆粒物的形成：液體燃料中灰分含量極少，在正常燃燒情況下產(chǎn)生的煙氣是無色的，但燃料蒸發(fā)后的氣體是碳?xì)浠衔?，碳?xì)浠衔飻U(kuò)散燃燒有可能產(chǎn)生熱分解，如果燃料油蒸發(fā)后，氧氣供給缺乏或不均勻，油蒸汽得不到氧氣，溫度又不再升高，碳?xì)浠衔锞蜁?huì)產(chǎn)生熱分解，例如甲烷在高溫缺氧條件下熱分解反響式為：CH4→2H2+C上式中的“C〞即固體碳粒，叫做碳黑，也會(huì)出現(xiàn)冒黑煙現(xiàn)象。32(三)燃燒計(jì)算

燃料燃燒時(shí)，需要空氣或氧氣，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙氣、SO2、NOX、煙塵等大氣污染物。下面分別介紹所需理論空氣量、煙氣排放量及污染物濃度。1、煤的分析基：煤的成分有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分，分別用C、H、O、N、S、A、M來表示，組成是用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示，即

C+H+O+N+S+A+M=100%

33第二章燃燒與大氣污染由于燃料開采、運(yùn)輸和存貯條件不同，因此其中的灰分、水分變化很大，其成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就不同。所以在燃料分析計(jì)算過程中，必須指明煤是在哪一種情況下的百分組成，通常將燃料的分析結(jié)果用以下幾種形式來表示：收到基空氣分析基枯燥基枯燥無灰基下面對(duì)它們分別進(jìn)展介紹。34〔1〕收到基〔舊稱應(yīng)用基〕以收到狀態(tài)的煤碳進(jìn)展分析得到的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，用下標(biāo)“ar〞表示。即Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%〔2〕空氣分析基〔舊稱分析基〕：對(duì)煤樣進(jìn)展風(fēng)干后，煤中局部外部水蒸發(fā)，內(nèi)部水尚存于煤中，經(jīng)風(fēng)干后的煤進(jìn)展分析得到組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用下標(biāo)“ad〞表示。即Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%(3)枯燥基：將煤加溫枯燥以去除煤中全部水分后分析所得組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用下標(biāo)“d〞表示。即Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%〔4〕枯燥無灰基〔舊稱可燃基〕：將煤中水分、灰分扣除后，其它各種成分組成的分?jǐn)?shù)，用下標(biāo)“daf〞表示。即Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%35新舊基的表示符號(hào)對(duì)照表項(xiàng)目新標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)收到基空氣分析基干燥基干燥無灰基應(yīng)用基分析基干燥基可燃基碳CarCadCdCdafCyCfCsCr氫HarHadHdHdafHyHfHsHr氧OarOadOdOdafOyOfOsOr硫SarSadSdSdafSySfSsSr氮NarNadNdNdafNyNfNsNr灰分AarAadAdAyAfAs水分MarMadWyWf36第二章燃燒與大氣污染2、燃料燃燒的空氣量〔1〕理論空氣量單位量〔固體燃料一般以1kg計(jì)，氣體燃料以1mN3〕燃料按燃燒反響方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量。它由燃料的組成決定，可根據(jù)燃燒方程式求得。37①進(jìn)展理論空氣量計(jì)算時(shí)的有關(guān)假設(shè)：A、空氣僅由N2、O2組成，其體積比為79/21=3.76；B、燃料中的固定態(tài)氧可用于燃燒；C、燃料中的硫主要被氧化為SO2；D、熱力型氮氧化物的生成量很小，燃料中含氮量也較低，在計(jì)算理論空氣量時(shí)可忽略；E、燃料中的氮在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為N2和NO，一般以N2為主；F、計(jì)算時(shí)空氣和煙氣所含有的各種組成成分〔包括水蒸氣〕均按理想氣體計(jì)算。38第二章燃燒與大氣污染有關(guān)的化學(xué)反響方程式如下：C+O2→CO2S+O2→SO24H+O2→H2O以固體和液體燃料為例，設(shè)每千克燃料中可燃元素的量為Cy/100kg,Sy/100kg,Hy/100kg，Oy/100kg,那么每千克燃料完全燃燒時(shí)需要外界供給的理論氧氣量為39第二章燃燒與大氣污染式中：Cy——每kg燃料中所含碳元素的質(zhì)量百分含量〔應(yīng)用基〕，%Sy——每kg燃料中所含硫元素的質(zhì)量百分含量〔應(yīng)用基〕，%Hy——每kg燃料中所含氫元素的質(zhì)量百分含量〔應(yīng)用基〕，%Oy——每kg燃料中所含氧元素的質(zhì)量百分含量〔應(yīng)用基〕，%40第二章燃燒與大氣污染理論空氣量為對(duì)于氣體燃料，其理論空氣量的計(jì)算見教材.41第二章燃燒與大氣污染〔2〕實(shí)際空氣量為保證完全燃燒，所供給的空氣量往往超過理論空氣量，實(shí)際空氣量為

式中：α——過?？諝庀禂?shù)。其最正確值與燃料種類、燃燒方式及燃燒設(shè)備構(gòu)造的完善程度有關(guān)〔查相關(guān)的手冊(cè)〕。42第二章燃燒與大氣污染〔3〕空燃比〔AF〕指單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量，可由燃燒方程式直接得到。如甲烷在理論空氣量下的完全燃燒：空燃比43例題：某燃燒裝置采用重油作燃料，重油成分分析結(jié)果如下(按質(zhì)量)：C88.3%；H9.5%；S1.6%；H200.05%；灰分0.1%。試確定燃燒1kg重油所需要的理論空氣量。44第二章燃燒與大氣污染(4)燃燒產(chǎn)生的污染物燃燒煙氣的組成：由懸浮的少量顆粒物、燃燒產(chǎn)物、未燃燒和局部燃燒的燃料、氧化劑及惰性氣體等組成。燃燒釋放出的污染物有：CO、SOX、NOX、煙、飛灰、金屬及氧化物、金屬鹽類、醛、酮及稠環(huán)碳?xì)浠衔锏?。污染物的形成與燃料種類、燃燒條件、燃燒組織有關(guān)。453、燃燒過程污染物排放量的計(jì)算〔1〕理論煙氣體積燃料在供給理論空氣量下完全燃燒，且生成的煙氣中只有CO2、SO2、H2O、N2這四種氣體，此時(shí)煙氣所具有的體積為理論煙氣體積〔又稱濕煙氣體積〕，以Vfo表示。干煙氣=Vfo－VH2O氣體燃料和固體、液體燃料的煙氣體積計(jì)算見教材.46〔2〕煙氣的實(shí)際體積由于實(shí)際燃燒過程存在著過量的空氣，因此燃燒過程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣體積與過量空氣的體積之和。Vf=Vfo+0.21〔α－1〕Vao+0.79〔α－1〕Vao+0.01611〔α－1〕VaoVf=Vfo+1.0161〔α－1〕Vao式中：Vf—煙氣的實(shí)際體積,mN3/kg.0.01611——空氣中水蒸汽的含量。47第二章燃燒與大氣污染〔1〕實(shí)測(cè)法：通過測(cè)定煙氣中的污染物濃度，根據(jù)實(shí)際排煙量，很容易計(jì)算出污染物的排放量?！?〕預(yù)測(cè)法：根據(jù)同類燃燒設(shè)備的排污系數(shù)、燃料組成和燃燒情況，預(yù)測(cè)煙氣量和污染物濃度。48補(bǔ)充1：煙氣體積和密度的校正

燃燒產(chǎn)生的煙氣其T，P總高于標(biāo)態(tài)(273K,1ATM)，故需換算成標(biāo)態(tài)。

煙氣可視為理想氣體，故可用理想氣體方程：

對(duì)于1KG理想氣體，PV=RT

所以設(shè)