《燃烧与大气污染》ppt课件

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1、第二章燃烧与大气污染学习对象：燃烧释放的能量是人类生活的主要能源。主要大气污染物，例如NOx、SO2和颗粒物，大都来自燃料燃烧。本章学习燃料性质、燃烧过程、烟气组成以及燃烧过程中硫氧化物、颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物的形成机理，并学习如何计算污染物排放量第一节燃料的性质燃料的分类按获得方法分按物态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、焦炉煤气燃料是指用以产生热量或动力的可燃性物质，主要是含碳物质或碳氢化合物，如煤、焦炭、木柴、石油、天然

2、气、发生炉煤气等。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。燃料组成对燃烧的影响一、煤煤是最重要的固体燃料。它是由地质时代植物遗体(有时有少量浮游生物)堆积在大陆湖盆、沼泽盆地、封闭海湾等地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的固体可燃矿产。由植物变成煤的过程通常可分为四个阶段，根据煤化程度的不同，可分为泥煤、褐煤、

3、烟煤和无烟煤等。1、煤的基本分类泥煤最年轻的煤，由植物刚刚衍变而来，碳含量70％。热值低。褐煤比泥煤炭化程度大一些，基本完成了植物遗体的炭化过程，结构类似木材。碳含量70~78％。热值较低。烟煤形成年代较褐煤长，碳含量75%~90％。成焦性较强，适宜工业一般应用无烟煤煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），具有明亮的黑色光泽，机械强度高。成焦性差,发热量大2.煤的成分煤一般含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，还有水分和无机物质，它们的含量和存在形式对燃烧过程有重要的影响。燃料组成对燃烧的影响碳：主要可燃元素。1kg纯碳完全燃烧放出3

4、2860kJ的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出9268kJ的热量。氢：燃料中发热量最高的元素。1kg氢完全燃烧时能放出120500kJ的热量。氧：与煤中的碳和氢生成化合物。氧的存在减少燃烧需要的空气量，降低燃料的发热量。氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%~1.5%。燃烧时大部分以N2的形式排放，少量转化成氮氧化物，是燃料型NOx的主要来源。污染。硫：我国煤的平均含硫量约为1％。煤中的硫主要以有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫的形式存在。燃烧时大部分硫以SO2的形式排放，是大气污染物SO2的主要排放源。水分：水分的存在使燃料中可燃成

5、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。燃料组成对燃烧的影响3、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。估测硫含量和热值，是评价工业用煤的主要指标。元素分析（ultimateanalysis）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。煤的工业分析水分：一定重量13mm以

6、下粒度的煤样，在干燥箱内318～323K温度下干燥8h，取出冷却，称重外部水分（机械地附着在煤表面）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（化学吸附水和结晶水）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7min，放入干燥箱中冷却至常温再称重灰分：煤中不可燃物质的总称。①降低煤的发热量。②增加烟尘污染。③灰分结渣，容易造成不完全燃烧，给设备的维护和操作带来困难。固定碳：从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分为固定碳。煤的元素分析碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O

7、的生成量测定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，滴定硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，SSO42-，滴定煤中硫的形态煤的成分的表示方法要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用的基准有以下四种：收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，干燥基更能反映出灰分的多少干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分煤的成分的表示方法及其组成的相互关系其他燃料石油液体燃料

8、的主要来源链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧氢含量增加时，比重减少，发热量增加天然气典型的气体燃料一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％非常规燃料城市固体废弃物、商业和工业固体废弃物、农产物和农村废物、水生植物和水生废物、污泥处