第二章燃燒與大氣污染-預(yù)覽頁
【正文】 的混合程度 ， 一般取決于空氣的湍流度 。 燃料從開始著火到完全燃盡 、 火焰熄滅的全過程稱為燃燒過程 。 ② 增加煙塵污染 。 估測硫含量和熱值 ， 是評價(jià)工業(yè)用煤的主要指標(biāo) 。外部水分可以靠自然干燥方法除去。 煤中的硫主要以有機(jī)硫 、 硫化鐵硫和硫酸鹽硫的形式存在 。 ? 氮：燃料中含氮量很少 ， 一般為 %~%。 ? 氫：燃料中發(fā)熱量最高的元素。 成焦性差 ,發(fā)熱量大 2. 煤的成分 煤一般含有 碳、氫、氧、氮、硫 等元素，還有水分和無機(jī)物質(zhì)，它們的含量和存在形式對燃燒過程有重要的影響。 碳含量 70~78％ 。 由植物變成煤的過程通?？煞譃樗膫€(gè)階段，根據(jù)煤化程度的不同，可分為泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤等。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。本章學(xué)習(xí)燃料性質(zhì)、燃燒過程、煙氣組成以及燃燒過程中硫氧化物、顆粒物、氮氧化物和碳?xì)浠衔锏男纬蓹C(jī)理，并學(xué)習(xí)如何計(jì)算污染物排放量 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 ?燃料是指用以產(chǎn)生熱量或動(dòng)力的可燃性物質(zhì)，主要是含碳物質(zhì)或碳?xì)浠衔?，如煤、焦炭、木柴、石油、天然氣、發(fā)生爐煤氣等。主要大氣污染物，例如 NOx、 SO2和顆粒物，大都來自燃料燃燒。外部水分可以靠自然干燥方法除去。它是由地質(zhì)時(shí)代植物遺體 (有時(shí)有少量浮游生物 )堆積在大陸湖盆、沼澤盆地、封閉海灣等地方，經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)化而成的固體可燃礦產(chǎn)。 ?褐煤 ? 比泥煤炭化程度大一些 ， 基本完成了植物遺體的炭化過程 ，結(jié)構(gòu)類似木材 。 成焦性較強(qiáng) ， 適宜工業(yè)一般應(yīng)用 ?無煙煤 ? 煤化時(shí)間最長 ， 含碳量最高 （ 高于 93％ ） ， 具有明亮的黑色光澤 ， 機(jī)械強(qiáng)度高 。當(dāng)不完全燃燒生成 CO時(shí)，放出 9268kJ的熱量。 氧的存在減少燃燒需要的空氣量 ， 降低燃料的發(fā)熱量 。 ? 硫：我國煤的平均含硫量約為 1％ 。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。 ? 燃料組成對燃燒的影響 煤的成分分析 ?工業(yè)分析 （ proximate analysis ） 測定煤中水分 、 揮發(fā)分 、 灰分和固定碳 。 ① 降低煤的發(fā)熱量 。 ? 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(shí)指明百分比的基準(zhǔn) ， 常用的基準(zhǔn)有以下四種： ? 收到基：鍋爐爐前使用的燃料 ， 包括全部灰分和水分 ?空氣干燥基：以去掉外部水分的燃料作為 100%的成分 ， 即在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行燃料分析時(shí)的試樣成分 a r a r a r a r a r a r a r 100%? ? ? ? ? ? ?C H O N S A Wa d a d a d a d a d a d a d 100%? ? ? ? ? ? ?C H O N S A W?干燥基：以去掉全部水分的燃料作為 100%的成分，干燥基更能反映出灰分的多少 d d d d d d 100%? ? ? ? ? ?C H O N S A?干燥無灰基：以去掉水分和灰分的燃料作為 100%的成分 d a f d a f d a f d a f d a f 100%? ? ? ? ?C H O N S? 煤的成分的表示方法及其組成的相互關(guān)系 ? 其他燃料 ? 石油 ?液體燃料的主要來源 ?鏈烷烴 、 環(huán)烷烴和芳香烴等多種化合物組成的混合物 ?主要含碳和氫 ， 還有少量硫 、 氮和氧 ?氫含量增加時(shí) ， 比重減少 ， 發(fā)熱量增加 ? 天然氣 ?典型的氣體燃料 ?一般組成為甲烷 85％ 、 乙烷 10％ 、 丙烷 3％ ? 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)物和農(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 、 天然存在的含碳和含碳?xì)涞馁Y源 、合成燃料 城市固體廢棄物 垃圾焚燒站 第二節(jié) 燃料燃燒過程 ?燃燒是指某些物質(zhì) (如煤 、 石油 、 天然氣等 )在較高溫度時(shí)與空氣中的氧氣化合而發(fā)熱 、 發(fā)光的劇烈氧化反應(yīng)現(xiàn)象 。 燃料只有達(dá)到著火溫度才能開始燃燒 。 試確定燃燒 1kg重油所需的理論空氣量 。 ? 不完全燃燒熱損失：化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒 。 ρN ? 實(shí)際空氣量 = （ 1+ a） ?（ O2 + ） ? 完全燃燒：與理論空氣量相比多 a?（ O2+ ） ? 此時(shí)煙氣中 ， O2的量為 O2P= a? O2， N2的量為 N2P = ?（ 1+a） ?N2 ? 空氣中 O2=（ ） N2=， 即進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的空氣總氧量為 ?過?？諝庑Ｕ? ? 理論需氧量 = N2P O2P，空氣過剩系數(shù) ? = 1 + O2P /（ N2P O2P ） ? 假如燃燒過程中產(chǎn)生 CO， 過剩氧量必須加以校正： O2P COP ? = 1 + （ O2P COP ） / [ N2P （ O2P COP ） ] 以上組分的量均可由煙氣分析儀測定。 即從測得的過剩氧中減去 CO氧化為 CO2所需的 O2 ? 此時(shí) ? 各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分?jǐn)?shù) 。 ? （ 1） 污染物排放的質(zhì)量速率 （ 以 t/d表示 ） ? （ 2） 污染物在干煙氣中濃度 ? （ 3） 煙氣中空氣過剩系數(shù) ? （ 4） 校正至空氣過剩系數(shù) α =煙氣中的濃度
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