燃烧与大气污染
大气污染控制工程第二章1-2
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
（3）时间条件
时间条件即燃料在燃烧室中的停留时间。燃料 在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。
（4）燃料与空气的混合程度
一般取决于空气的湍流度。若混合不充分， 部分燃料在富燃条件下燃烧，将产生较多未燃尽物 质。
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
完全燃烧需要的条件
2.1.1 固体燃料的燃烧
煤的燃烧 在燃烧器中，煤主要以煤粉或块状固体形式燃 烧。 a.煤粉燃烧 煤粉的燃烧受到两种形式的控制：同相燃烧和 异相燃烧
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
同相燃烧
燃料中挥发性组分首先被蒸 馏，与空气扩散混合，达到着火 点后迅速燃烧，称为同相燃烧。
异相燃烧
煤粉挥发后残留的固定 碳与空气反应，以固态燃 烧，称为异相燃烧。
图4 煤的同相燃烧
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
b.煤块燃烧
煤块燃烧则是将块状固体置于炉栅上或随炉栅 移动而燃烧。右图是上部加煤的层燃炉结构示意图。
图6 煤块的燃烧
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
2.1.2液体燃料和气体燃料的燃烧
a.液体燃料的燃烧
燃料油的燃烧过程包括： 燃料油的雾化、油雾粒子中可燃物的蒸发与扩散， 以及可燃物与空气的混合燃烧，燃烧状态受蒸发过程 控制。
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
b.气体燃料的燃烧
燃烧过程包括气体燃料与空气的混合、可燃 气的加热与着火、燃烧反应三个阶段。燃烧状态 受空气的扩散和混合过程控制。
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
小结：
1.煤的挥发分以气态燃烧，称为固相燃烧； 2.煤中的固定碳以固态燃烧，称为异相燃烧； 3.煤的燃烧速率取决于氧气向表面的扩散速率； 4.液体燃料以气态形式燃烧，燃烧过程受蒸发 过程控制 5.气体燃料最易燃烧，燃烧过程受空气的扩散 和混合控制
天然气燃烧对环境的影响及应对措施
天然气燃烧对环境的影响及应对措施天然气是一种清洁、高效的燃料，广泛应用于家庭供暖、工业生产和发电等领域。
然而，天然气的燃烧也会对环境产生一定的影响。
本文将探讨天然气燃烧对环境的影响，并提出相应的应对措施。
一、大气污染天然气燃烧会产生二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）等大气污染物。
其中，CO2是主要的温室气体，是导致全球气候变暖的主要原因之一。
而NOx和SOx则会引发酸雨和光化学烟雾等问题，对人类健康和自然环境都造成不可忽视的伤害。
为减少天然气燃烧带来的大气污染，我们可以采取以下措施：1. 提高燃烧效率：通过优化燃烧设备和燃烧工艺，提高燃烧效率，减少燃料的消耗量和污染物的排放量。
2. 使用先进的治理设备：安装烟尘净化器、脱硫设备和脱氮设备等，有效去除污染物，降低对环境的影响。
3. 发展清洁能源替代：积极推动可再生能源和核能等清洁能源的发展和应用，减少对天然气等化石燃料的依赖，从根本上解决大气污染问题。
二、水资源污染天然气开采和生产过程中可能造成地下水和地表水的污染。
主要污染源包括化学品泄漏、废水排放和储存设施泄漏等。
这些污染物可能对水体生态系统和人类健康造成严重威胁。
为减少天然气开采和生产对水资源的污染，可以采取以下措施：1. 加强监管和管理：制定严格的开采和生产规范，加强对企业的监管力度，确保其遵守环境保护法律法规，防止污染事故发生。
2. 加强废水处理：建设和改造废水处理设施，对产生的废水进行有效处理，确保排放符合环境标准。
3. 采用环保技术：使用环保型钻井技术和化学品，减少对地下水的污染风险；采用密闭式储存设施，防止泄漏事故的发生。
三、土壤退化天然气开采和生产过程中，可能会对土壤造成一定的破坏和退化。
主要原因包括钻井、挖掘和废物处理等活动所产生的土壤污染和破坏。
为减少天然气开采对土壤的影响，可以采取以下措施：1. 严禁野外倾倒废弃物：加强对废弃物处理的监管，禁止将废弃物随意倾倒到自然环境中，防止对土壤造成二次污染。
煤炭燃烧与大气污染
煤炭燃烧与大气污染燃煤是一种常见的能源来源，但它的燃烧会带来大气污染问题。
本文将详细讨论煤炭燃烧与大气污染的关系，并提出相应的解决方案。
一、煤炭燃烧导致的大气污染1. 二氧化碳排放：煤炭燃烧释放出大量的二氧化碳，这是主要的温室气体之一，对全球气候变化产生负面影响。
2. 硫化物排放：煤炭中含有硫，燃烧时会生成二氧化硫等硫化物，它们是酸雨的主要成分，对土壤和水体造成危害。
3. 氮氧化物排放：煤炭燃烧也会释放出氮氧化物，它们是光化学烟雾的组成部分，会导致雾霾天气。
4. 颗粒物排放：煤炭燃烧会产生大量的颗粒物，如细颗粒物（PM2.5）和可吸入颗粒物（PM10），它们对人体健康造成严重威胁。
二、解决煤炭燃烧带来的大气污染问题的措施1. 清洁煤技术：采用高效清洁煤燃烧技术，如煤的洗选、超低排放燃烧技术等，可以大大减少煤炭燃烧带来的污染物排放。
2. 利用天然气等替代能源：将煤炭作为主要能源的比例逐步降低，转向使用清洁能源，如天然气、太阳能和风能等，以减少燃煤带来的大气污染。
3. 发展煤炭气化技术：煤炭气化是将煤转化为燃气，燃气中富含甲烷等清洁能源，可以减少燃煤排放的污染物。
4. 推广能效改造：改善煤炭燃烧设备的能效，推广高效燃煤锅炉和电厂的建设，可以降低单位能源消耗和污染物排放。
5. 加强大气污染治理：完善空气质量监测和排放标准，严格执行燃煤企业的排污限值要求，加强对燃煤企业的监管，确保其正常运行和达标排放。
6. 科技创新：加大对大气污染治理相关科研项目的支持力度，鼓励科技创新，开发更加高效节能的燃煤燃烧技术和大气污染治理技术。
三、煤炭燃烧与大气污染的影响与挑战1. 健康问题：煤炭的燃烧排放的颗粒物和有毒气体对人体健康造成危害，如呼吸系统疾病和心脑血管疾病。
2. 生态环境问题：燃煤排放的二氧化硫和氮氧化物对植物和水体造成损害，影响生态系统的平衡。
3. 气候变化问题：煤炭燃烧释放的二氧化碳是主要的温室气体之一，对全球气候变化产生负面影响。
第二章 燃烧与大气污染2
▪ 主要形成历程
➢ 链烃分子氧化脱氢形成乙烯和乙炔 ➢ 延长乙炔的链形成各种不饱和基 ➢ 不饱和基进一步脱氢形成聚乙炔 ➢ 不饱和基通过环化反应形成C6－C2型芳香族化合物 ➢ C6－C2基逐步合成为多环有机物
▪ 其它
➢ 比较活泼的碳氢化合物可能是产生光化学烟雾的直接原因
COS h CO S S O2 SO O
O COSCO SO
SO O2 SO2 O
与CS2相比，COS的可燃性较差。
▪ 元素硫的氧化
所有硫化物的火焰中都曾发 现元素硫，通常这种硫呈原子 态或二聚硫S2。低温下纯硫蒸 发时，这些蒸气分子是聚合的， 其分子式为S8。对373K左右的 纯硫氧化物的气相研究表明， 此种氧化反应具有链反应特征。
%
转化率与温度密切相关。H2SO4浓度越高，酸露点越高；烟气露点
升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀。
➢ 在有些燃烧设备中，SO3可以通过催化反应形成
SO2在4300C－6200C条件下与V2O5接触，产生以下反应：
V2O5＋SO2——V2O4＋SO3
2SO2＋O2＋V2O4——2VOSO4
2VOSO4——V2O5＋SO3＋SO2
➢ 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
➢ 减少燃煤层气中未燃尽碳粒的主要途径应当是改善燃料和空气的混合， 保证足够高的燃烧温度，以及碳粒在高温区必要的停留时间。
➢ 燃烧碳层中成分和温度分布
▪ 影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素
➢ 燃煤尾气中飞灰的浓度和粒度与煤质、燃烧方式、烟气流速、炉排 和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷以及锅炉结构等多种因素有关。
第二章 燃烧与大气污染
按获得方法分 按物态分 固体燃料 液体燃料 气体燃料 天然燃料 木柴、煤、油页岩 木柴、 石油 天然气 人工燃料 木炭、焦炭、煤粉等 木炭、焦炭、 汽油、煤油、柴油、 汽油、煤油、柴油、 重油 高炉煤气、 高炉煤气、发生炉煤 气、焦炉煤气
第二章 燃烧与大气污染
本章主要内容
主要的大气污染物：烟尘、NOx和 主要的大气污染物：烟尘、NOx和 SO2源于燃料燃烧 燃料燃烧过程的基本原理； 燃料燃烧过程的基本原理； 污染物的生成机理； 污染物的生成机理； 如何控制燃烧过程， 如何控制燃烧过程，以便减少污染物 的排放量。 的排放量。
第一节 燃料的性质
mf m a 114 114 = = 12.5(32 + 3.78 × 28) 1723 = 0.0662 s
气体组成通常以摩尔百分比表示，它不随气体温度和压力变化。 气体组成通常以摩尔百分比表示，它不随气体温度和压力变化。 燃烧产物的总摩尔数为8 47.25＝64.25，因此烟气组成为： 燃烧产物的总摩尔数为8＋9＋47.25＝64.25，因此烟气组成为：
３、煤的元素分析
用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分 硫和氧的含量 的含量。 碳、氢、氮、硫和氧的含量。 碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO 碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定 在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收， 氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收， 滴定 与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应， 硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，S 定 SO42-，滴
天然气燃烧对大气污染的影响分析
天然气燃烧对大气污染的影响分析天然气是一种清洁能源，被广泛应用于发电、供暖和工业生产等领域。
相比煤炭和石油等传统化石燃料，天然气燃烧产生的污染物较少，对大气环境的影响相对较小。
然而，天然气燃烧仍然会产生一定的污染物，本文将对天然气燃烧对大气污染的影响进行分析。
一、天然气燃烧产物天然气燃烧的主要产物包括二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）、氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）以及颗粒物（PM）。
其中，CO2和H2O是主要的燃烧产物，不会直接对大气造成污染。
而NOx、SO2和PM则是对大气环境有一定影响的污染物。
二、氮氧化物（NOx）的影响天然气燃烧过程中，氮气和氧气在高温条件下发生反应，生成氮氧化物。
主要的氮氧化物包括氮一氧化物（NO）和二氧化氮（NO2）。
这些氮氧化物对大气环境的影响主要体现在两个方面。
首先，氮氧化物是大气中的光化学污染物之一，它们参与光化学反应，会产生臭氧和其他有害物质，形成光化学烟雾。
这对于城市的空气质量和人体健康具有一定的危害。
其次，氮氧化物还参与大气的酸碱反应，形成酸雨。
酸雨对于植被和土壤的腐蚀作用很大，对生态环境造成不可逆转的损害。
三、二氧化硫（SO2）的影响天然气中含有硫化氢（H2S）等硫化物，燃烧过程中会氧化生成二氧化硫。
二氧化硫的主要影响主要体现在两个方面。
首先，二氧化硫是一种典型的大气污染物，是造成酸雨的主要成分之一。
酸雨对于大气环境、水体、土壤和植被等都会带来负面影响。
其次，二氧化硫还会与空气中的气溶胶相结合形成颗粒物，进一步加剧大气污染。
四、颗粒物（PM）的影响颗粒物是指空气中浮游的固体颗粒和液滴，主要由二氧化硫和氮氧化物等污染物在大气中的化学反应和传输过程中形成。
颗粒物对大气环境和人体健康造成的影响是多方面的。
首先，颗粒物对大气的能见度造成影响，导致雾霾天气的形成，影响行车和空气质量。
其次，颗粒物中的细颗粒物被吸入人体呼吸系统后，可能对人体健康产生严重的影响。
化学燃烧与环境污染的控制与减少
化学燃烧与环境污染的控制与减少化学燃烧作为一种常见的能源转化方式，广泛运用于各个领域，但其过程往往伴随着环境污染问题。
本文将以化学燃烧与环境污染的关系为切入点，探讨其控制与减少的方法和意义。
一、化学燃烧与环境污染的关系化学燃烧是指物质与氧气发生剧烈氧化反应，产生能量和其他化学产物的过程。
燃烧反应常见于能源利用、工业生产和交通运输等领域，但这些过程往往会产生大量的污染物，对环境造成严重的影响。
1.1 大气污染燃烧过程中，常常会释放出大量的有害气体和颗粒物，如二氧化硫、氮氧化物、氮氧化物、悬浮颗粒物等。
这些污染物通过空气传播，形成大气污染。
大气污染不仅影响空气质量，还直接威胁人们的健康，导致呼吸系统疾病和心血管疾病的发生。
1.2 水体污染在燃烧过程中产生的大量废气和废水，如果没有得到适当的处理和控制，很容易排放到水体中，污染水资源。
废气中的有机物和重金属等物质会滞留在水中，长期累积导致水质污染，影响生态系统的正常运行。
1.3 声音污染大规模燃烧过程，如工业生产中的锅炉、发电厂和交通运输中的车辆等，会产生很高的噪音。
持续的噪音污染对人类的身心健康都有很大的危害，容易引发焦虑、精神紧张等问题。
二、为了减少化学燃烧过程中的环境污染，需要从不同的角度进行控制和减少。
2.1 资源利用优化提高化学燃烧过程中能源的利用效率，减少能源浪费，是减少环境污染的有效措施之一。
通过优化燃烧设备的设计，提高燃烧温度和燃烧效率，可以减少废气和废水的产生。
此外，引入新的清洁能源，如太阳能和风能等，可以进一步减少化学燃烧对环境的污染。
2.2 污染物治理技术在燃烧过程中产生的废气和废水，可以通过先进的治理技术进行处理。
例如，采用湿法脱硫技术可以有效去除烟气中的二氧化硫。
同时，通过垃圾分类、焚烧等方式处理生活垃圾，减少焚烧过程中产生的有害物质的排放。
2.3 节能减排政策政府可以通过出台相应的法律法规和政策，促进工业企业和交通运输行业的节能减排。
大气污染控制工程燃烧与大气污染
例 2-5 ： 已知某电厂烟气温度为 473K， 压力为 已知某电厂烟气温度为473 K
解：（1）污染物排放的质量流量为： 污染物排放的质量流量为：
22 . 7 Kg 60 min h t × × 24 × = 32 . 7 t / d min h d 1000 Kg
（2）测定条件下的干空气量为： 测定条件下的干空气量为：
第2章燃烧与大气污染(2) 章燃烧与大气污染(2)
教学内容
§1燃料的性质 §2燃料燃烧过程 §3烟气体积及污染物排放计算 §4燃烧过程中硫氧化物的形成 §5燃烧过程中颗粒物的形成 §6燃烧过程中其他污染物的形成
§3 烟气体积及污染物排放量计算
一．烟气体积计算 １. 理论烟气体积
在理论空气量下， 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称 表示， 烟气成分主要是CO 为理论烟气体积。 为理论烟气体积 。 以 Vfg0 表示 ， 烟气成分主要是 CO2 、 SO2、N2和水蒸气。 和水蒸气。 干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气； 干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气； 湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。 湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。
1.648 × 100 = 13.69% 12.04
9 6 . 9 3 Kpa, 湿 烟 气 量 Q=10400m3/min， 含 水 汽 Q=10400m /min， 6 . 25 % （ 体积 ） ， 奥萨特仪分析结果是 ： CO2 占 25% 体积） 奥萨特仪分析结果是： 10.7%， O2占 8.2%， 不含 CO，污染物排放的质量 10. 不含CO， 流量为22. kg/min。 流量为22.7kg/min。 污染物排放的质量速率（ t/d表示 表示） （1） 污染物排放的质量速率（以t/d表示） （2） 污染物在烟气中浓度 （3） 烟气中空气过剩系数 校正至空气过剩系数α （4）校正至空气过剩系数α=1.4时污染物在烟气 中的浓度。 中的浓度。
垃圾焚烧与环境污染
垃圾焚烧与环境污染垃圾焚烧是一种处理废弃物的方法，通过高温将垃圾燃烧成灰烬。
然而，垃圾焚烧也会带来环境污染的问题。
本文将从几个方面探讨垃圾焚烧对环境的影响，并提出相关解决办法。
一、垃圾焚烧的环境污染问题1. 大气污染垃圾焚烧过程中，燃烧释放出大量有害气体，如二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳等。
这些气体会导致空气中的污染物浓度升高，并产生刺激性气味。
同时，焚烧产生的颗粒物也会对空气质量造成影响。
2. 水污染焚烧过程中产生的废水和烟气会含有重金属和有机物等污染物，这些污染物可能渗入土壤和水源，对水环境造成污染。
尤其是对于焚烧废物后产生的废渣，其中的有害物质可能会通过渗滤液渗出，进一步污染地下水。
3. 土壤污染焚烧废物后的废渣中，可能含有高浓度的重金属和有机物等有害物质。
这些有害物质可能会通过渗滤液渗入土壤，影响土壤质量，威胁到生态系统的稳定性。
4. 噪声污染垃圾焚烧厂通常运行时会产生噪声，这会对附近的居民和野生动物造成困扰，对生活质量和生态平衡带来不利影响。
二、垃圾焚烧的解决办法1. 技术改进针对垃圾焚烧过程中的问题，可以通过技术改进来减少环境污染。
例如，在焚烧过程中引入先进的气体净化设备和过滤器，可以有效降低废气中有害物质的排放。
此外，采用先进的废水处理设备，能够有效去除水中的污染物。
2. 垃圾分类与减量通过加强垃圾分类工作，将可回收物与有害物质分开处理，可以减少垃圾焚烧过程中产生的污染物。
此外，大力推广垃圾减量意识，倡导人们从源头上减少垃圾的产生，进一步减轻垃圾焚烧厂的负荷。
3. 推广清洁能源利用垃圾焚烧过程中产生的热能可以用于发电或供暖，通过推广清洁能源利用，可以减少对传统能源的依赖，减少环境污染。
4. 监管与法规加强对垃圾焚烧行业的监管与法规制定，对焚烧厂的选址、运营过程、排放标准等进行严格控制，确保焚烧过程中的环境污染处于可控范围之内。
三、结论垃圾焚烧虽然在废弃物处理方面具有一定的优势，但也存在着环境污染的问题。
燃烧反应与大气污染的关系
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
目录 /目录
01
燃烧反应的产 物
02
燃烧反应对大 气环境的影响
03
燃烧反应与空 气质量的关系
04
燃烧反应与健 康的关系
05
燃烧反应的减 排措施
01 燃烧反应的产物
燃烧产生的气体
二氧化碳：燃烧的主要产物之一，会导致温室效应 一氧化碳：有毒气体，易与血红蛋白结合导致缺氧 氮氧化物：主要成分是一氧化氮和二氧化氮，对环境有害 硫氧化物：主要成分是二氧化硫和三氧化硫，对环境有害
长期接触燃烧产生的污染物会增加患肺癌和其他呼吸系统疾病的风险。
燃烧反应释放的二氧化碳和其他温室气体加剧全球气候变化，对人类健康 产生负面影响。 空气污染对儿童和老年人的影响更为显著，因为他们的免疫系统较弱或容 易受到伤害。
对生态系统的破坏
燃烧反应产生有害物质，如二氧化碳、一氧化碳、颗粒物等，对人体健康产生负面影响。 长期暴露于燃烧产生的污染物中会增加患心血管疾病、呼吸道疾病和肺癌等健康问题的风险。 燃烧反应释放的温室气体加剧全球气候变化，影响人类生存环境。 燃烧反应产生的光化学烟雾对眼睛和皮肤造成刺激和损伤，影响人类健康。
燃烧产生的颗粒物
颗粒物的成分：包括炭黑、硫酸盐、硝酸盐等
颗粒物的形成：在燃烧过程中，燃料中的有机物质和添加剂在高温下发生热解和氧化反应， 生成炭黑和有机气溶胶等颗粒物
颗粒物对大气的危害：颗粒物是大气污染的主要来源之一，对人体健康和生态环境造成严重 危害，如引起呼吸道疾病、降低能见度等
颗粒物的控制：采用低硫燃料、使用脱硫脱硝技术等措施可以有效减少颗粒物的排放
《发动机原理》专题一--燃烧与大气污染
二、燃料燃烧的理论空气量
1. 理论空气量 燃料燃烧所需要的氧气，一般是从空气中 获得的；单位量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， 由燃料的组成决定，可根据燃烧方程式计 算求得。
建立燃烧化学方程式时，通常假设：
（1）空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为 79.1:20.9=3.78 ；
Va
Va0
通常α〉1，α值的大小取决于燃料种类、燃烧装置形 式及燃烧条件等因素。
3、空燃比 单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，可以 由燃烧方程式直接求得。 例如，甲烷燃烧：
CH 4 2O 2 7.56N 2 CO 2 2H 2O 7.56N 2
空燃比： AF 2 32 7.56 28 17.2
xCO2=8/64.25=0.125=12.5% xH2O=9/64.25=0.140=14.0% xN2=47.25/64.25=0.735=73.5%
例2 假定煤的化学组成以质量计为：C:77.2%，H:5.2%， N:1.2％，S:2.6%，O:5.9%，灰分:7.9%。试计算这种煤燃 烧时的理论空气量。
石油 天然气
汽油、煤油、柴油、重油
高炉煤气、发生炉煤气、 焦炉煤气
二、燃料组成及对燃烧的影响
碳：可燃元素。1 kg纯碳完全燃烧时，放出7850 kcal的热量。煤中的碳不是单质状态存在，而是与 氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代 越长，其挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增 加。例如，无烟煤含碳量约90-98%，一般煤的含碳 量约50-95%。
（2）燃料中的固定态氧可用于燃烧；
（3）燃料中的硫主要被氧化为SO2； （4）热力型NOx的生成量较小，燃料中含氮量也
天然气燃烧对环境的影响及其应对措施
天然气燃烧对环境的影响及其应对措施天然气是一种清洁燃料，被广泛用于家庭供暖、发电以及工业生产等领域。
然而，尽管相对于传统燃料而言，天然气在燃烧过程中产生的污染物要少得多，但它仍然对环境带来一定的影响。
本文将探讨天然气燃烧对环境的影响，并介绍一些应对措施。
一、大气污染天然气燃烧主要产生二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）等污染物。
这些污染物对大气质量和人体健康都有一定的影响。
首先，CO2是主要的温室气体之一，其排放量直接与气候变化相关。
因此，天然气燃烧所产生的大量CO2排放对全球气候变暖具有一定的贡献。
其次，SO2和NOx是大气中的主要污染物，对空气质量和大气环境造成危害，容易导致雾霾和酸雨等问题。
为了减少天然气燃烧对大气环境的影响，应采取以下措施：1. 推广清洁燃烧技术：引入高效燃烧设备和技术，可以有效降低污染物排放。
例如，采用低氮燃烧技术可以降低NOx的排放，使用脱硫装置可以减少SO2的排放。
2. 加强污染物监测与治理：建立严格的天然气燃烧污染物排放标准，监测和评估排放情况，采取必要的治理措施。
此外，应加强与相关部门的协作，共同推动大气污染治理工作。
3. 提倡能源综合利用：在能源的选择和利用上，应充分考虑替代能源和能源综合利用的方法。
通过与可再生能源的结合，减少对天然气的过度依赖，进一步降低环境污染。
二、水资源污染天然气开采和燃烧对水资源也会造成一定的污染。
在天然气开采过程中，可能产生废水和化学物质的排放。
同时，天然气燃烧产生的废水和烟气中含有一定的污染物，可能对水体造成污染。
为保护水资源，应采取以下措施：1. 强化水资源管理：加强对天然气开采过程中废水的监管和管理，建立健全的废水处理系统，确保废水达到排放标准，以减少对水体的污染。
2. 推广清洁燃烧技术：改善天然气燃烧设备和技术，减少燃烧废气中的污染物排放，从源头上减少对水体的污染。
三、土壤污染天然气开采过程中可能涉及土地开垦和污水排放等活动，这些活动有可能导致土壤的污染。
《大气污染物控制工程》燃烧与大气污染
干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分
Cdaf + H daf + Odaf + N daf + S daf = 100%
三、煤的性质 3、煤的成分的表示方法
ar ad d daf
A Sly 灰分
C 固定碳
固体部分 （焦炭）
O + SO → SO2 + h
在所有的情况下，SO都作为一种重要的反应中间体
二、硫的氧化机理 有机硫化物的氧化
RCH2SSCH2R O2 RCH2S S CHR HO2 RCH2SS CHR RCH2S RCHS RCH2S RH RCH2SH R RSH O2 RS HO2 RS O2 R SO2
原油中还含有微量金属，如钒、镍、氯、砷、铅等。
氢含量增加时，比重减少，发热量增加
五、天然气的组成与性质
典型的气体燃料 一般组成为甲烷85％、
乙烷10％、丙烷3％ 单位热量产生的CO2最少，且无灰分，是最清洁的化石燃料 天然气中还含有H2O、CO2、N2、He、H2S等。
东华大学
第二章 燃烧与大气污染
磷黄铁矿(Fe1-xS)
无机硫
黄铜矿(CuFeS2)
石膏(CaSO4·2H2O)
煤
硫酸盐硫 绿矾(FeSO4 ·7H2O)
中
重晶石(BaSO4)
硫 的
硫醇或醚基化合物（R-SH)
形
硫醚(R-S-R)
态
有机硫
二硫醇羧(R-S-S-R)
噻吩类环硫化物
环醌化合物
元素硫
燃料燃烧引起的污染及其防治
对气候变化的影响
温室气体排放
燃料燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体，加剧全球气候变暖 的趋势。
酸雨形成
燃料燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物等污染物在大气中经过化学反 应会形成酸雨，对环境和生态系统造成严重破坏。
气候变化影响
气候变化会对人类社会和生态系统造成广泛而深远的影响，如海平 面上升、极端气候事件增多等。
时监测和监管，对违规行为进行严厉处罚。
国际上燃料燃烧污染防治的先进技术与实践
1 2
高效燃烧技术
国际上先进的燃烧技术能够使燃料在燃烧过程中 更加充分、稳定，减少有害物质的产生。
排放处理技术
国际上先进的排放处理技术能够对燃料燃烧产生 的污染物进行高效处理，使其达到排放标准。
3
清洁能源技术
国际上大力推广的清洁能源技术，如太阳能、风 能等，能够替代传统的化石燃料，从根本上减少 燃料燃烧产生的污染。
节能减排
推广节能家电、节能灯具等节能产品，减少能源消耗。
垃圾分类与资源回收
加强垃圾分类与资源回收利用，减少废弃物对环境的影响。
04
燃料燃烧污染防治的未来 展望
科技创新在污染防治中的作用
科技创新是防治燃料燃烧污染的关键 手段，通过研发更高效、更环保的燃 烧技术和设备，降低污染物排放，提 高能源利用效率。
03
燃料燃烧污染防治措施
提高能源利用效率
节能技术
采用先进的节能技术和设 备，提高能源利用效率， 减少燃料消耗。
能源回收
对余热、余压等能源进行 回收利用，减少能源浪费。
能源管理
建立能源管理体系，加强 能源使用监测和管理，提 高能源使用效率。
发展清洁能源
可再生能源
清洁煤技术
燃烧与大气污染更新
烷、3%丙烷及少量含C更高的碳氢化合物组成。此外还含有水、二氧
化碳和硫化氢等。硫化氢燃烧生成硫氧化物，污染环境，很多国家都
规定了天然气中总硫量和硫化氢的最大允许值。
•
液化石油气主要成分是C2、C3、C4。具有易运输、储存、发热
高、含硫低、轻污染等特点。广泛用于汽车和民用生活燃料。
24
非常规燃料
• 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 污泥处理厂废物 可燃性工业和采矿废物 天然存在的含碳和含碳氢的资源 合成燃料 非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式 城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题
• 用作锅炉燃料或化工原料 ，当地使用。
泥煤
• 褐煤：形成时间较短，黑
、褐色，含炭量较高 ，氢 、氧含量较低；水分和灰 分含量较高 ，热值较低； 易碎，当地使用。
褐煤
• 烟煤：形成时间较长，含
碳量高，氢、氧含量较低； 密度较大，含水量较少，燃 烧易粘结；
• 品种多（长烟煤、气煤、肥 煤、瘦煤、结焦煤等）
Va01.1045 .1Q 8l17300.02
43
• 例：某燃烧装置采用重油作燃料，重油成分分析结果如下（按质量）C： 88.3%，H：9.5%,H2O：0.5 % ，S：1.6%，灰分：0.10%。试确定燃烧1kg重油 所需的理论空气量。
解：以1kg重油燃烧为基础，则：
重量（g）
C
883
第一节 燃料的性质
• 燃料：在燃烧过程中能散发出热量，并能被利用的可燃性物质。 • 燃料分类
（1）按物理状态分 固体燃料: 液体燃料： 气体燃料：
（2）按燃料来源分： 天然燃料：
燃烧与大气污染
Vy Vyo 1.016(a 1)Vko
VyVo ຫໍສະໝຸດ O2Vo SO2Vo N2
Vo H2O
1.016(a 1)Vko
•§2.3.1 污染物排放量的计算
• 通过测定烟气中污染物的浓度，根据实际排烟 量，很容易计算污染物排放量。但在很多情况下， 需要根据同类燃烧设备的排污系数，燃料组成和燃 烧情况，预测烟气量和污染物浓度。
•§2.4 燃烧过程硫氧化物的形成与控制 •§2.4.1硫氧化物发生机制
燃料燃烧过程中硫氧化物生成的主要化学反应为
•单体硫的燃烧： •硫铁矿的燃烧
S O2 SO2
SO2
1 2
O2
SO3
4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2
SO2
1 2
O2
SO3
• 硫醚等有机硫的燃烧
• CH3CH2
• §2.2.燃烧产生的污染物 • 燃烧烟其主要有颗粒物、氧化物、氧化剂 及惰性气
体组成。主要物按物有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化 物、碳氢化合物、飞灰等。其形成与燃料种类、燃烧 条件等有关。
• §2.3 燃烧过程污染物排放量计算 • §2.3.1 烟气体积计算 • 1.理论烟气体积 • 若供给燃料以理论空气量，燃料完全燃烧，烟气中
•
振动炉：
烟尘浓度 ~7 g / Nm3；
•
抛煤机炉：
烟尘浓度 9 ~ 13 g / Nm3
燃煤锅炉初始排放最高允许烟尘浓度和烟气黑度
燃烧方式
烟尘浓度(mg/m3)
Ⅰ时段
Ⅱ时段
烟气黑度 (林格曼黑度,级)
煤炭灰分
煤炭灰分
层燃炉
Aad≤18% Aad≤10% 10%≤Aad≤18%
1
大气污染控制工程-4版大气污染控制工程思考与练习-第二章
《大气污染控制工程》思考与作业
第二章燃烧与大气污染
1.列举燃料的主要元素成分。
其中哪些是可燃的，哪些是不可燃的？
各成分燃烧以后的变化是什么？
2.根据形成年代分，主要的煤种有哪些？它们各有什么特点？
3.煤的成分分析都有哪几种方法？它们各自的分析内容是什么？
4.煤的成分分析的基准都有哪些？解释它们的含义。
5.列举燃料完全燃烧需要的条件；解释“3T”的含义。
6.煤中硫的存在形态主要有哪几种？简单描述它们的氧化机理。
7.影响燃煤飞灰排放特征的因素主要有哪些？
8.计算甲烷的理论空燃比（用质量比表示）；计算H和C的理论空燃
比；以H和C的分子个数比为自变量，写出燃料的理论空燃比的计算方程（假定燃料只含有C、H两种元素）。
（课后作业）
9.某燃烧装置采用重油作燃料，重油成分分析结果如下（质量分
数）：C：88.3% ；H：9.5%；S：1.6%；H2O：0.05%；灰分：
0.10%。
试确定：
⑴燃烧1kg重油所需要的理论空气量；
⑵若燃料中硫全部转化为SO x（其中SO2占97％），试计算空气
过剩系数为1.20时湿烟气中SO2及SO3的浓度，以10-6表示，并计算此时干烟气中CO2的含量，以体积百分比表示。
重油燃烧环保措施
重油燃烧环保措施随着中国工业的快速发展，能源需求不断增加，同时也带来了环境污染的问题。
重油燃烧是工业化生产中最为基本且普遍的燃烧方式之一，但却是一种高度污染的燃烧方式。
本文将介绍重油燃烧的环保问题以及相应的环保措施。
重油燃烧的环境污染1.大气污染重油燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等有害气体，这些气体的排放会形成雾霾天气，对人体的健康和大气环境造成极大的不利影响。
2.水污染重油燃烧产生的酸性物质也会排入水体，导致水体酸化，破坏水生态平衡，对水环境造成严重污染。
3.土壤污染重油燃烧产生的有害气体和颗粒物也会降落到土壤中，对土壤质量造成损害，进而影响植物生长和生态平衡。
重油燃烧的环保措施为了保护环境，减少污染物的排放，降低重油燃烧对环境的影响，采取以下环保措施：1.采用高效燃烧技术高效燃烧技术可以充分燃烧重油，减少未燃尽的有害气体的排放，降低排放浓度，减轻对环境的危害。
2.精细化控制燃烧过程通过加强对燃烧过程的监控和管理，保证重油燃烧充分、稳定、完备，避免排放有害气体。
3.采用高效净化设备通过安装高效净化设备，如脱硝、脱硫、除尘等设备，减少有害气体的排放浓度，并将排放物质转化为无害物质，实现环保和资源利用。
4.发展清洁能源替代将重油燃烧所需的能源转向清洁能源，如风能、太阳能等，将有助于减少污染物的排放，改善环境质量。
结论重油燃烧是一项基本而普遍的工业生产方式，但它也是一种高污染的燃烧方式。
为了保护环境，减少对环境的污染，需要采取一系列的环保措施。
这些措施包括采用高效燃烧技术、精细化控制燃烧过程、采用高效净化设备以及发展清洁能源替代等，以营造绿色低碳的生产环境，实现可持续发展。
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大 气 污 染 控 制 工 程
2. 燃料的化学组成-典型液体、气体和固体燃料的化学组成成分
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2. 燃料的化学组成
典型液体、气体和固体燃料的化学组成成分（续）
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3. 燃料组成对燃烧的影响
Car H ar Oar N ar S ar Aar W ar 100%
空气干燥基（分析基）：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。
Cad H ad Oad N ad S ad Aad W ad 100%
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4.煤的分类和组成
煤的成分的表示方法及其组成的相互关系
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4.煤的分类和组成
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4.煤的分类和组成
我国部分煤种的分析结果Fra bibliotek1湖南大学环境科学与工程学院
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第一节 燃料的性质
1. 燃料的分类
按获得方法分 天然燃料 人工燃料
按物态分
固体燃料 液体燃料 气体燃料
木柴、煤、油 木炭、焦炭、煤粉 页岩 等 石油 汽油、煤油、柴油、 重油 高炉煤气、发生炉 煤气、焦炉煤气 2
天然气
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第二章 燃烧与大气污染
燃料的性质 燃料燃烧过程 烟气体积及污染物排放计算 燃烧过程中硫氧化物的形成 燃烧过程中颗粒物的形成 燃烧过程中其他污染物的形成
了解常见民用及工业燃料的组成和性质； 掌握气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素； 学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度； 掌握颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产生机理，理解通过改变燃烧条件减 少污染物生成的途径。
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5.其他燃料
石油
液体燃料的主要来源 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
燃料完全燃烧的条件（3T）
空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降 低炉温，增加热损失
温度条件（Temperature）：达到燃料的着火温度
时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃 料燃烧所需时间
燃料与空气的混合条件（Turbulence）：燃料与氧充
分混合
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燃料重量 = 12x + 1.008y + 32z + 16w
分子量
理论空气量：
y w 22.4 4.78 x z /(12 x 1.008 y 32 z 16 w ) m 3 /kg 4 2
煤 4~7 m3/kg，液体燃料10~11 m3/kg
燃料中固定氧可用于燃烧。
燃料中硫主要被氧化为 SO2。 不考虑NOX的生成。
燃料中的N在燃烧时转化为N2
燃料的化学式为CxHySzOw
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2.燃料燃烧的理论空气量
燃烧方程式：
y w y w C x H ySz O w x z O2 3.78 x z N 2 4 2 4 2 y y w xCO2 H 2O zSO2 3.78 x z N 2 Q 2 4 2
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4.煤的分类和组成
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
C H O N S A 100%
d d d d d d
干燥无灰基（可燃基）：以去掉水分和灰分的 燃料作为100%的成分
燃烧过程及燃烧产物
完全燃烧：CO2、H2O 不完全燃烧： CO2 、 H2O
& CO 、黑烟及其他
部分氧化产物
如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO
空气中的部分N可能被氧化成NO-热力型NOx
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1.影响燃烧过程的主要因素
氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量 为2%~10%，以碳氢化合物的形式存在，1 kg氢完全燃 烧时能放出120,500 kJ的热量。
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3. 燃料组成对燃烧的影响
氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发 热量。
氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%~1.5%。 硫：以四种形态存在：有机硫、硫化铁硫、硫酸盐硫和 元素硫。前两种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生 成产物为SO2和SO3，其中SO2占95%以上。
烟煤
无烟煤
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4.煤的分类和组成
煤的成分分析
proximate analysis ） 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。
工业分析（
ultimate analysis ） 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。
Element Wt % mol/100g mol/mol(碳) C 77.20 12 = 6.43 6.43 = 1.00 H 5.20 1 = 5.20 6.43 = 0.808 N 1.20 14 = 0.0857 6.43 = 0.013 S 2.60 32 = 0.0812 6.43 = 0.013 O 5.90 16 = 0.369 6.43 = 0.057 ash 7.90 6.43 = 1.23 g/molC The normalized molar composition:CH0.808N0.013S0.013O0.057
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1.影响燃烧过程的主要因素
典型燃料的着火温度
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1.影响燃烧过程的主要因素
燃烧 火焰 温度 与燃 料混 合比 的关 系 -以 CH4
为例
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1.影响燃烧过程的主要因素
非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式 城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题
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6.燃料组成的表示方法:
CxHySzOwNv
C: 77.2%, H: 5.2%, N:
Sample :
（假设的煤的化学组成以质量计）
1.2%, S: 2.6%, O: 5.9% and ash: 7.9% by weight. Determine the normalized molar composition.
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4.煤的分类和组成
煤中硫的形态
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4.煤的分类和组成 煤的成分表示方法
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（应用基）：锅炉炉前使用的燃料，包括 全部灰分和水分。
典型锅炉热损失与过剩空气量的关系
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1.影响燃烧过程的主要因素
燃气比和混合程度对燃烧产物的影响
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2.燃料燃烧的理论空气量
建立燃烧方程式的假定： 空气仅是氮和氧组成的。 20.9%O2和79.1%N2，两者体积比为：N2/O2 = 3.78
典型的气体燃料
一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％
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5.其他燃料
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 污泥处理厂废物 可燃性工业和采矿废物 天然存在的含碳和含碳氢的资源 合成燃料
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4.煤的分类和组成
煤中灰分的组成：
我国煤炭的平均灰分含量为25％ 灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出 渣量。 12
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4.煤的分类和组成
煤的元素分析