[工學(xué)]第02章20燃燒與大氣污染(已修改)
2025-01-31 11:37 本頁面
【正文】 第二章 燃燒與大氣污染 (1) 1. 燃料的性質(zhì) 2. 燃料的燃燒過程 3. 煙氣體積計算 4. 燃燒過程中硫氧化物的形成 5. 顆粒污染物的形成 6. 其他污染物的形成 第一節(jié) 燃料的性質(zhì) 燃料的分類 按獲得方法分 按物態(tài)分 天然燃料 人工燃料 固體燃料 木柴、煤、油頁巖 木炭、焦炭、煤粉等 液體燃料 石油 汽油、煤油、柴油、 重油 氣體燃料 天然氣 高爐煤氣、發(fā)生爐煤 氣、焦?fàn)t煤氣 燃料的化學(xué)組成 典型氣體、液體和固體燃料的化學(xué)組成成分 典型氣體 、 液體和固體燃料的化學(xué)組成成分 （ 續(xù) ） ? 液態(tài)燃料的揮發(fā) （以汽油為例） 燃料組成對燃燒的影響 ? 碳：可燃元素。 1 kg純碳完全燃燒時，放出 32860 kJ的熱量。當(dāng)不完全燃燒生成 CO時，放出 9268kJ的熱量。純碳起燃溫度很高，燃燒緩慢，火焰也短。煤中的碳不是單質(zhì)狀態(tài)存在，而是與氫、氮、硫等組成有機(jī)化合物。煤形成的地質(zhì)年代越長，其揮發(fā)性成分含量越少，而含碳量則相對增加。例如，無煙煤含碳量約90%~98%，一般煤的含碳量約 50%~95%。 ? 氫：是燃料中發(fā)熱量最高的元素。固體燃料中氫的含量為2%~10%，以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖冢?1 kg氫完全燃燒時能放出120500 kJ的熱量。 ? 氧：氧在燃料中與碳和氫生成化合物 ， 降低了燃料的發(fā)熱量 ? 氮：燃料中含氮量很少 ， 一般為 %~% ? 硫：以三種形態(tài)存在：有機(jī)硫 、 硫化鐵硫和硫酸鹽硫 。 前兩種能放出熱量 ， 稱之為揮發(fā)硫 。 硫燃燒生成產(chǎn)物為 SO2和 SO3，其中 SO2占 95%以上 。 ? 水分：水分的存在使燃料中可燃成分相對地減少。煤中水分由表面水分（外部水分）和吸附水分（內(nèi)部水分）組成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。內(nèi)部水分要放在干燥箱中加熱到 102~105?C，保持 2h后才能除掉。 ? 灰分：是燃料中不可燃礦物質(zhì)，為燃料中有害成分。 煤的分類和組成 煤的分類 ?煤的基本分類 ?褐煤 ? 最低品味的煤 ， 形成年代最短 ， 熱值較低 ?煙煤 ? 形成年代較褐煤長 ， 碳含量 75%~90％ 。 成焦性較強(qiáng) ， 適宜工業(yè)一般應(yīng)用 ?無煙煤 ? 煤化時間最長 ， 含碳量最高 （ 高于 93％ ） ， 成焦性差 ,發(fā)熱量大 ? 煤的詳細(xì)分類 煤的成分分析 ?煤的成分分析方法 ?工業(yè)分析 （ proximate analysis ） 測定煤中水分 、 揮發(fā)分 、 灰分和固定碳 。 估測硫含量和熱值 ， 是評價工業(yè)用煤的主要指標(biāo) 。 ?元素分析 （ ultimate analysis ） 用化學(xué)分析的方法測定去掉外部水分的煤中主要組分碳 、 氫 、氮 、 硫和氧的含量 。 ? 煤的工業(yè)分析 ?水分： ? 一定重量 13mm以下粒度的煤樣 ， 在干燥箱內(nèi) 318～ 323K溫度下干燥 8h， 取出冷卻 ， 稱重 ? 外部水分 ? 將失去外部水分的煤樣保持在 375～ 380K下 ， 約 2h后 ， 稱重 ? 內(nèi)部水分 ?揮發(fā)分： ? 失去水分的試樣密封在坩堝內(nèi) ， 放在 1200K的馬弗爐中加熱 7min， 放入干燥箱中冷卻至常溫再稱重 ? 煤的工業(yè)分析 （ 續(xù) ） ?固定碳 ? 失去水分和揮發(fā)分后的剩余部分 （ 焦炭 ） 放在 800?20?C的環(huán)境中灼燒到重量不再變化時 ， 取出冷卻 。 焦炭所失去的重量為固定碳 ?灰分： ? 從煤中扣除水分 、 灰分以及揮發(fā)分后剩余的部分為固定碳 ? 煤中灰分的組成： ? 我國煤炭的平均灰分含量為 25％ ? 灰分的存在降低了煤的熱值 ， 也增加了煙塵污染和出渣量 ? 煤的元素分析 ?碳和氫：通過燃燒后分析尾氣中 CO2和 H2O的生成量測定 ?氮：在催化劑作用下使煤中的氮轉(zhuǎn)化為氨 ， 堿液吸收 ，滴定 ?硫：與氧化鎂和無水硫酸鈉混合物反應(yīng) ， S SO42， 滴定 煤中硫的形態(tài) 煤的成分的表示方法 要確切說明煤的特性 ， 必須同時指明百分比的基準(zhǔn) ， 常用的基準(zhǔn)有以下四種 ： ?收到基：鍋爐爐前使用的
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