大气污染控制及设备运行-2-1

大气污染控制及设备运行第二章燃烧与大气污染扩散第1讲燃烧技术基础一、燃烧概述燃料种类按燃料来源可分为天然燃料加工燃料按使用多少可分为常规燃料非常规燃料按物态可分为固体燃料液态燃料气体燃料一、燃烧概述煤的种类泥煤褐煤烟煤无烟煤煤的化学组成通常用C、H、O、N、S等元素及A和W的百分数来表示。1、固体燃料2、液体燃料液体燃料分类天然的液体燃料（石油）人为加工的液体燃料汽油煤油柴油重油组成主要组成是烷烃、烯烃、芳香烃和环烷烃一、燃烧概述3、气体燃料由可燃性气体组成的燃料称为气体燃料。气体燃料属于清洁燃料，是防止大气污染的理想燃料，主要包括天然气、液化石油气LPG、裂化石油气和焦炉煤气。一、燃烧概述二、燃料燃烧过程1燃烧的定义燃烧是指可燃物质与空气或氧气发生化学反并伴有光和热量产生的过程。燃烧完全燃烧（热能转化率高，污染物少）不完全燃烧（热能转化率低，污染物多）2燃料完全燃烧的条件完全燃烧的条件适量的空气足够的温度（温度）必要的燃烧时间（时间）燃料与空气的充分混合（湍流）“三T”二、燃料燃烧过程三、燃烧过程中主要污染物形成机制燃料燃烧过程产生的大气污染物主要是烟尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、金属氧化物、碳氢化合物及多环有机物（POM）等。污染物的形成与燃料的种类及燃烧条件有密切关系。1烟尘的形成机制形成机制如果燃烧时空气分配不均匀，则在空气不足的地方产生大量未燃烧的炭粒，在高温下热解生成多环化合物（黑烟）。影响因素燃煤烟气中的飞灰浓度和粒径与煤质、燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛热负荷、锅炉结构及运行负荷等多种因素有关。三、燃烧过程中主要污染物形成机制2硫氧化物的形成机制元素硫的燃烧硫化物的燃烧有机硫的燃烧的转化三、燃烧过程中主要污染物形成机制3氮氧化物的形成机制燃烧过程形成的NOX分为二类燃料型NOX燃料中的固定氮生成的NOX热力型NOX大气中的氮在高温下被氧化生成降低燃烧温度，减少烟气在高温区停留时间，有利于降低烟气中NOX浓度，减少NOX对大气的污染。三、燃烧过程中主要污染物形成机制四、燃烧过程污染物排放量的计算1燃烧所需理论空气量的计算（1）理论空气量定义单位质量的燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量，以表示。它取决于燃料的组成，可由燃烧反应方程式计算。建立燃烧反应方程式的假定空气仅由氮和氧组成，其体积分数为7921376；燃料中的固定态氧参与燃烧反应；燃料中的硫主要被氧化为二氧化硫；计算理论空气量时，忽略NOX的生成量；燃料的化学组成式为CXHYSZOW，其中X、Y、Z、W分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。理论空气量为2空气过剩系数燃料在燃烧装置中燃烧时，只供给理论空气量是很难使燃料燃烧完全，为了使燃料能够完全燃烧，实际上供给空气量应多于理论空气量，实际供给的空气量（VA）与理论空气量（）的比值称为空气过剩系数。即3空燃比空燃比是指单位质量燃料完全燃烧所需要的空气质量，可由燃烧方程式直接求得。例如甲烷在理论空气下完全燃烧则空燃比4理论空气量的经验计算公式若知道燃料的热值，可用以下经验公式估算理论空气量固体燃料液体燃料气体燃料,当Q12561KJ/NM3气体燃料,当Q12561KJ/NM3（天然气）2烟气量1理论烟气量与实际烟气量燃料燃烧后产生的二氧化碳等烟气体积，称为烟气量。理论烟气量在供给理论空气量（）条件下，燃料完全燃烧产生的烟气体积，以表示。实际烟气量实际烟气量等于理论烟气量与过剩空气量之和，即四、燃烧过程污染物排放量的计算2烟气的体积和密度校正燃烧过程的温度和压力一般是在高于标准状态（273K，1ATM）下进行的，在进行烟气体积和密度计算时，为了便于比较应换算成标准状态。大多数烟气可以视为理想气体，因此可以用理想气体的有关方程式进行换算。3过剩空气校正实际燃烧过程是在空气过剩情况下进行的，因此实际烟气量大于理论烟气量，用奥氏气体分析仪测定烟气中CO2、O2和CO等含量，可以确定燃烧设备运行中的烟气成分和空气过剩系数。考虑过剩空气校正后实际烟气量的计算为3污染物排放量的计算计算燃烧过程产生的污染物排放量，通常有两种方法实测法和预测法。例（22）某电厂烟气温度为473K，压力等于96930PA，湿烟气量10400M3/MIN，水汽的体积分数为625，CO2107，O282，不含CO。排放的污染物质量流量是227KG/MIN。求1污染物排放的质量速率（单位T/D）；2污染物在干烟气中的浓度；3烟气的空气过剩；4空气过剩系数18时，污染物在烟气中的浓度。四、燃烧过程污染物排放量的计算解（1）每天排