大气污染控制工程课件1

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'大气污染控制工程课件1'
第五节 燃烧过程中颗粒物的形成1.碳粒子的生成 n 积炭的生成 1. 核化过程:气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳 2. 核表面上发生非均质反应 3. 较为缓慢的凝团和凝聚过程 n 燃料的分子结构是影响积炭的主导因素 n 积炭的生成与火焰的结构有关 n 提高氧气量可以防止积炭生成 n 压力越低则积炭的生成趋势越小1. 碳粒子的生成n 火焰的结构 n Premixed flame: gas fuel and air are mixed before combustion(bursen burner, meeker burner) n diffusion flame: fuel and air separately enter the combustion zone, and mix before the reaction (in most practical system),different ? (0-?) over sites.1. 碳粒子的生成n 火焰的结构(续) n Laminar flame: Re<2200, dominated by molecular diffusion and conduction n turbulent flame : Re>2200, significant turbulence, but molecular diffusion still in play Laminar transition developed turbulent t h g i e h Jet velocity1. 碳粒子的生成n 乙炔火焰中生碳反应过程1. 碳粒子的生成n 石油焦和煤胞的生成 ü 燃料油滴在被充分氧化之前,与炽热壁面接触,发生液 相裂化和高温分解,出现结焦 ü 多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞,难以燃烧。 ü 焦粒生成反应的顺序:烷烃 烯烃 带支链芳烃 凝聚 环系 沥青 半园体沥青 沥青焦 焦炭 2. 燃煤烟尘的形成n 烟尘:固体燃料燃烧产生的颗粒物,包括: ü 黑烟:未燃尽的碳粒 ü 飞灰:不可燃矿物质微粒n 煤粉燃烧过程 n 碳表面的燃烧产物为 ,它扩散离开表面并与 反应 CO O2 灰 层 外扩散 碳层2. 燃煤烟尘的形成n 煤粉燃烧过程 ü 理论上碳与氧的摩尔比近1.0时最易形成黑烟 2 C H ??O ? 2?CO? H ?(m?2?)C m n 2 n 2 s ü 在预混火焰中,C/O大约为0.5时最易形成黑烟 ü 出现黑烟的燃料顺序为:无烟煤 焦炭 褐煤 低挥发分 烟煤 高灰发分烟煤 ü 碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓 度等有关2. 燃煤烟尘的形成n 燃烧碳层中成分和温度分析2. 燃煤烟尘的形成n 黑烟形成的化学过程2. 燃煤烟尘的形成n 高灰分燃料的扩散燃烧2. 燃煤烟尘的形成n 灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素2. 燃煤烟尘的形成n 飞灰的形成过程2. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素 ü 煤质 ü 燃烧方式 ü 烟气流速 ü 炉排和炉膛的热负荷 ü 锅炉运行负荷 ü 锅炉结构2. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——煤质2. 燃煤烟尘的形成n 燃煤颗粒大小对飞灰含量的影响2. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——燃烧方式2. 燃煤烟尘的形成n 几种燃烧方式的烟尘百分比2. 燃煤烟尘的形成n 几种燃烧方式的烟尘颗粒概况大气污染物排放标准n 火电厂大气污染物排放标准 v 本标准将火电厂按年限划分为以下三个时段: v Ⅰ时段-1992年8月1日之前建成投产或初步设计已通过审查 批准的新、扩、改建火电厂; v Ⅱ时段-1992年8月1日起至1996年12月31日期间环境影响报 告书通过审查批准的新、扩、改建火电厂,包括1992年8月1 日之前环境影响报告书通过审查批准、初步设计待审查批准 的新、扩、改建火电厂; v Ⅲ时段-1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、 扩、改建火电厂火电厂大气污染物排放标准 表3 第Ⅲ时段的火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度 分类 烟尘最高允许排 放浓度 在县及县以上城镇规划区内的火电厂 200 锅炉 在县规划区以外地区的火电厂锅炉 500 第 时段的在县及县以上城镇规划区内、 600 1997年1月1日后还有10年及以上剩余 寿命的火电厂锅炉 火电厂大气污染物排放标准 表6 第Ⅲ时段火电厂各烟囱SO2最高允许排放浓度 燃料收到基硫分 ≤1.0 >1.0 (%) 最高允许排放浓 2100 1200 度(mg/m3)表7 第Ⅲ时段的火电厂锅炉氮氧化物最高允许排放浓度 (mg/m3) 锅炉额定蒸发量(1) 煤粉锅炉   液态排渣 固态排渣 ≥1000t/h 1000 6502. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——热负荷 第五节 燃烧过程中颗粒物的形成1.碳粒子的生成 n 积炭的生成 1. 核化过程:气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳 2. 核表面上发生非均质反应 3. 较为缓慢的凝团和凝聚过程 n 燃料的分子结构是影响积炭的主导因素 n 积炭的生成与火焰的结构有关 n 提高氧气量可以防止积炭生成 n 压力越低则积炭的生成趋势越小1. 碳粒子的生成n 火焰的结构 n Premixed flame: gas fuel and air are mixed before combustion(bursen burner, meeker burner) n diffusion flame: fuel and air separately enter the combustion zone, and mix before the reaction (in most practical system),different ? (0-?) over sites.1. 碳粒子的生成n 火焰的结构(续) n Laminar flame: Re<2200, dominated by molecular diffusion and conduction n turbulent flame : Re>2200, significant turbulence, but molecular diffusion still in play Laminar transition developed turbulent t h g i e h Jet velocity1. 碳粒子的生成n 乙炔火焰中生碳反应过程1. 碳粒子的生成n 石油焦和煤胞的生成 ü 燃料油滴在被充分氧化之前,与炽热壁面接触,发生液 相裂化和高温分解,出现结焦 ü 多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞,难以燃烧。 ü 焦粒生成反应的顺序:烷烃 烯烃 带支链芳烃 凝聚 环系 沥青 半园体沥青 沥青焦 焦炭 2. 燃煤烟尘的形成n 烟尘:固体燃料燃烧产生的颗粒物,包括: ü 黑烟:未燃尽的碳粒 ü 飞灰:不可燃矿物质微粒n 煤粉燃烧过程 n 碳表面的燃烧产物为 ,它扩散离开表面并与 反应 CO O2 灰 层 外扩散 碳层2. 燃煤烟尘的形成n 煤粉燃烧过程 ü 理论上碳与氧的摩尔比近1.0时最易形成黑烟 2 C H ??O ? 2?CO? H ?(m?2?)C m n 2 n 2 s ü 在预混火焰中,C/O大约为0.5时最易形成黑烟 ü 出现黑烟的燃料顺序为:无烟煤 焦炭 褐煤 低挥发分 烟煤 高灰发分烟煤 ü 碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓 度等有关2. 燃煤烟尘的形成n 燃烧碳层中成分和温度分析2. 燃煤烟尘的形成n 黑烟形成的化学过程2. 燃煤烟尘的形成n 高灰分燃料的扩散燃烧2. 燃煤烟尘的形成n 灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素2. 燃煤烟尘的形成n 飞灰的形成过程2. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素 ü 煤质 ü 燃烧方式 ü 烟气流速 ü 炉排和炉膛的热负荷 ü 锅炉运行负荷 ü 锅炉结构2. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——煤质2. 燃煤烟尘的形成n 燃煤颗粒大小对飞灰含量的影响2. 燃煤烟尘的形成n 影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——燃烧方式2. 燃煤烟尘的形成n 几种燃
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