2_燃烧与大气污染讲解

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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

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。

天然气燃烧与空气污染的关系

天然气燃烧与空气污染的关系天然气是一种被广泛应用于家庭、工业以及能源生产领域的清洁燃料。

然而，尽管相对于煤炭和石油而言，天然气在燃烧过程中产生的污染物较少，但其燃烧仍然与空气污染密切相关。

本文将探讨天然气燃烧与空气污染之间的关系，并提出一些减少污染物排放的方法。

1. 天然气燃烧的基本过程天然气燃烧是指气体与空气中的氧气发生化学反应，释放出能量的过程。

在这个过程中，天然气中的甲烷（CH4）与氧气（O2）发生反应，生成水（H2O）和二氧化碳（CO2），同时还可能产生一些有害气体，如一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOCs）。

2. 天然气燃烧与二氧化碳排放由于天然气主要成分为甲烷，其燃烧过程产生的主要废气是二氧化碳。

与煤炭和石油相比，天然气燃烧排放出的二氧化碳量较少，因此被认为是一种较为清洁的能源。

然而，随着天然气的大规模开采和使用，其排放的二氧化碳也逐渐增加，对全球气候变暖带来了不可忽视的影响。

3. 天然气燃烧与一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机化合物排放除了二氧化碳之外，天然气燃烧还会产生一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机化合物等有害气体。

一氧化碳是一种无色、无味的气体，长期暴露于高浓度的一氧化碳会对人体产生严重的健康影响。

氮氧化物和挥发性有机化合物是大气污染的主要来源之一，会导致雾霾和臭氧层破坏等环境问题。

4. 减少污染物排放的方法尽管天然气燃烧会产生一些有害气体，但相对于其他化石燃料而言，其排放量较低。

为了进一步减少污染物的排放，可以采取以下几种方法：4.1 燃烧技术的改进：通过改进燃烧设备和技术，提高燃烧效率，减少有害气体的生成。

目前，高效低氮燃烧器已经被广泛运用于工业和家庭燃气设备中，有效减少了氮氧化物的排放。

4.2 碳捕集与封存技术：碳捕集与封存技术是一种将二氧化碳从天然气燃烧过程中捕集出来，并将其储存在地下等地方的技术。

这种技术可以有效减少温室气体的排放，并减缓气候变暖的速度。

第二章燃烧与大气污染

燃料是指用以产生热量或动力的可燃性物质，燃料是指用以产生热量或动力的可燃性物质，主要是含碳物质或碳氢化合物，如煤、焦炭、木柴、石油、含碳物质或碳氢化合物，如煤、焦炭、木柴、石油、天然气、发生炉煤气等。天然气、发生炉煤气等。一、燃料的分类
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

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。

燃烧反应与大气污染的关系

燃烧反应与大气污染的关系
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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

大气污染控制工程第三版课后习题答案第2章燃烧与大气污染

作业习题解答第二章燃烧与大气污染2.1 解：1kg 燃油含：重量（g ）摩尔数（g ）需氧数（g ）C 855 71.25 71.25H 113－2.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125H 2O 22.5 1.25 0N 元素忽略。

1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气O 2：N 2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。

即474.12×22.4/1000=10.62m 3N /kg 重油。

烟气组成为CO 271.25mol ，H 2O 55.25+11.25=56.50mol ，SO 20.1325mol ，N 23.78×99.1875=374.93mol 。

理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。

即502.99×22.4/1000=11.27 m 3N /kg 重油。

2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。

SO 2百分比浓度为%07.0%10049.4463125.0=⨯，空气燃烧时CO 2存在最大浓度%96.15%10049.44625.71=⨯。

3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68m 3N /kg 重油，产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m 3N /kg 重油。

2.2 解：相对于碳元素作如下计算：%（质量） mol/100g 煤 mol/mol 碳C 65.7 5.475 1H 3.2 3.2 0.584S 1.7 0.053 0.010O 2.3 0.072 0.013灰分 18.1 3.306g/mol 碳水分 9.0 1.644g/mol 碳故煤的组成为CH 0.584S 0.010O 0.013，燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为molC g /26.18475.5100=。

燃烧过程中的气体污染控制技术

燃烧过程中的气体污染控制技术随着世界经济的发展和工业生产的不断推进，大量的工业废气和尾气排放成为空气污染源之一。

在工业生产和生活中，燃烧过程是造成大气污染的主要原因之一。

燃烧产生的氧化物、氮氧化物、二氧化硫等有害物质对人类健康及环境都具有严重威胁。

因此，燃烧的气体污染控制技术也变得十分重要。

一、燃烧产生的气体污染燃料在燃烧过程中，会产生大量的有害气体，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、甲烷等。

其中，二氧化硫是造成酸雨的主要成分之一；氮氧化物对大气臭氧的形成有很大的贡献；一氧化碳和甲烷是温室气体，对全球气候变化造成危害。

二、燃烧过程中的控制技术为减少燃烧产生的气体污染，燃烧过程中的控制技术被广泛应用。

燃烧控制技术的核心思想是尽可能减少有害气体的产生，或通过控制气体排放的时间、浓度、分布等方式对有害气体进行处理。

1. 低氮氧化物燃烧技术低氮氧化物燃烧技术是减少氮氧化物排放的有效方法。

在低氮氧化物燃烧过程中，采用一系列技术手段降低氮氧化物的生成和释放。

如：采用前置燃烧器、增压燃烧、低氮燃气、燃煤脱硝等技术手段来降低氮氧化物的排放。

2. 烟气脱硫技术烟气脱硫技术是减少二氧化硫排放的有效方法。

在烟气脱硫过程中，通过吸收法、氧化还原法等技术手段来降低二氧化硫的排放。

其中，石灰石-石膏法是最常用的一种方式，它是通过喷雾石灰乳和石膏来将烟气中的二氧化硫吸收并转化为硫酸钙。

3. 净化烟气中的排放物净化烟气中的排放物是减少燃烧产生气体污染的重要措施之一。

烟气中的固体颗粒物（如灰尘）和气态污染物（如氧化物、酸雾等）都可以通过吸附、过滤等技术手段来净化。

烟气脱硫和净化联合是减轻煤电厂及工业企业环境污染的重要环保技术。

三、技术的应用技术的应用已经得到广泛的推广和应用。

在工业生产燃气、煤电厂、发电厂、钢铁企业、金属加工企业、印染企业等领域，都广泛的应用了燃烧过程中的气体污染控制技术。

众所周知，燃烧过程中的污染物并不仅仅由工业部门排放，汽车尾气、家庭燃气等也都是造成大气环境污染的主要原因之一。

大气污染课件2

（2）实际烟气量：等于理论烟气量和过剩空气量之和
2、烟气体积、密度和浓度的校正：
（1）体积校正 V0=Vs（Ps/P0）×（T0/Ts）（2）密度校正 ρ 0= ρ s（P0/Ps）×（Ts/T0）（3）浓度校正 C 0= C s（P0/Ps）×（Ts/T0）例2-4 已知排烟温度是150℃，气压是9.8×104Pa，试计算燃烧含 C 87%,H 12%，S 0.5%, H2O 0.5%,的1kg重油所生成的理论烟气量；若过剩空气系数为1.2，计算实际烟气量(标准状态：温度，273K；压力1.013×105Pa )。
(二)、燃料燃烧的空气量
1、理论空气量：标准状态下单位量(1kg或1m3 )燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量，用符号A0表示。
几点假设: (1)空气仅由氮和氧组成，其体积分数为79：21=3.76; (2)燃料中的固态氧参与反应; (3)燃料中的硫主要转化为二氧化硫; (4)燃料中的氮转化为氮气.
us-烟气流速，m/s； Kp-皮托管系数； Pd-烟气动压，Pa； Ps-烟气静压，Pa； Ba-大气压力, Pa; Ts-烟气温度，K ρ s-实测烟气密度, kg/m3; ρ 0-标准状态烟气密度, kg/m3; XO2、XCO、XCO2、XN2-干烟气中几种气体的体积百分数，%； XH2O-烟气含湿量，%
例2-7：测得干球温度52℃，湿球温度40℃，流过湿球烟气压力-1334Pa，大气压力101380Pa，烟气静压 -883Pa， 40℃时水的饱和蒸汽压力为7377Pa，求烟气中水气含量百分数。
（4）烟气流速
①流速测定原理：气体流速与气体动压的平方根成正比
②流速计算： us=Kp[(2Pd)/ρs]1/2 ρs= ρ o×[(Ba+Ps)/101325] ×[273/Ts] ρ o = [(MO2XO2+ MCOXCO+ MCO2XCO2+ MN2XN2)(1-XH2O)+ MH2OXH2O] × 1/22.4

2《大气污染控制工程》第二章

第二章燃烧与大气污染在大气污染物浓度较高的城市，烟尘、NOx和SO2等主要是由燃料燃烧产生的。

本章侧重介绍燃料燃烧过程的基本原理、污染物的生成机理、以及如何控制燃烧过程，以便减少污染物的排放量。

第一节燃料的性质（请同学们列举哪些是燃料并做总结）定义：燃料是指在燃烧过程中，能够放出热量，且在经济上可以取得效益的物质。

燃料是指用以生产产生热量或动力的可燃性物质。

可分为常规燃料和非常规燃料。

常规燃料：煤、石油和天然气等化石燃料。

非常规燃料：除了煤、石油和天然气等常规燃料外，所有可燃性物质都包括在非常规燃料之列；如生活垃圾、农作物秸秆等。

燃料按物理状态可分为：(1)气体燃料：气体燃料的优点是燃烧迅速，其燃烧状态可基本上由空气与燃料的扩散或混合所控制。

(2)液体燃料：液体燃料也是以气态形式燃烧，因此它的燃烧速度受其蒸发过程控制。

(3)固体激料：固体燃料的燃烧则受以下二种现象控制：燃料中挥发性组分被蒸馏后以气态燃烧，而遗留下来的固定碳则以固态燃烧，后者的速率由氧向固体表面的扩散控制。

燃料的性质影响燃烧设备设计和各种操作条件，也影响大气污染物的形成和排放，所以接下来对常规燃料及非常规燃料做一简要介绍。

一、煤煤是最重要的固体燃料，它是一种复杂的物质聚集体，主要是由植物的部分分解和变质而形成的。

煤的可燃成分主要是由碳、氢及少量氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。

煤中有机成分和无机成分的含量，因煤的种类和产地不同而有很大差别。

下面对煤的分类做一介绍。

1.煤的分类：我们知道，煤是由植物做在高压覆盖和较高温度条件下经过长期过程形成的，不同的植物及其不同覆盖时间即腐蚀程度会形成不同的煤。

（我们把植物原料变成煤的过程称为“煤化”过程）根据“煤化”程度，桨煤分成以下三大类：(1)褐煤：褐煤是由泥煤形成的初始煤化物。

是煤中等级最低的一类，形成年代最短。

呈黑色、褐色或泥土色，其结构类似木材。

水分和灰分含量都较高，燃烧热值较低。

(2)烟煤：烟煤的形成历史较褐煤为长，呈黑色，外形有可见条纹。

《大气污染控制工程》郝吉明第二章燃烧与大气污染

1.硫的氧化机理
✓ 元素S的氧化
S8 S7 S S O2 SO O S8 O SO S S6 SO O SO2* SO2 hv SO O2 SO2 O SO2 O2 SO3 O SO2 O M SO3 M
1.硫的氧化机理
✓ 有机硫化物的氧化
RCH2SSCH2R O2 RCH2S S CHR HO2 RCH2S S CHR RCH2S RCHS RCH2S RH RCH2SH R RSH O2 RS HO2 RS O2 R SO2
2. SO2和SO3之间的转化
SO3生成速率
d
SO3
dt
k1SO2
OM
k2
SO3
O
当d[SO3] /dt = 0 时，SO3浓度达到最大
SO3 max
k1SO2 M
k2
在富氧条件下，[O]浓度低得多，SO3的去除反应主要为反应（3）， SO3的最大浓度：
SO3 max
k1SO2 M k3H
在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体
1.硫的氧化机理 (走马看花)
✓ H2S的氧化
O H2S SO H2 SO O2 SO2 O O H2S OH SH H2 O OH H H O2 OH O OH H 2 H 2O H
1.硫的氧化机理
✓ CS2和COS的氧化
测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热量，是评价工业用煤的主要指标。
✓ 元素分析（ 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。
4.煤的分类和组成
➢ 煤的工业分析 ✓ 水分：
• 一定重量13mm以下粒度的煤样，在干燥箱内318-323K温度下干燥8小时，取出冷却，称重外部水分

《大气污染物控制工程》燃烧与大气污染

Cd + H d +Od + Nd + S d + Ad =100%
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

煤燃烧与大气污染控制

煤燃烧与大气污染控制近年来，随着全球经济的迅猛发展，煤燃烧作为主要的能源来源，对大气环境造成了严重的污染。

大气污染已成为人们关注的焦点之一，而煤燃烧作为主要的污染源之一，亦引起了广泛的关注。

本文将探讨煤燃烧对大气污染的影响以及相应的控制措施。

首先，煤燃烧释放的主要污染物包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和挥发性有机物等。

这些污染物在大气中的积累和扩散，对空气质量和人类健康产生了严重的影响。

二氧化硫是煤燃烧的主要排放物之一，它会与大气中的氧气反应形成二氧化硫，进而形成酸雨，对土壤和水源造成污染。

氮氧化物则会加速大气中臭氧的形成，形成光化学烟雾，对人体呼吸系统和眼睛产生刺激作用。

颗粒物和挥发性有机物则会直接对人体健康造成危害，引发呼吸系统疾病和心血管疾病。

为了控制煤燃烧产生的大气污染物，各国纷纷采取了一系列的措施。

首先，提高燃烧效率是降低煤燃烧污染的有效途径之一。

通过提高燃烧设备的效率和优化燃烧工艺，可以减少煤燃烧过程中的污染物排放。

其次，采用先进的燃烧技术也是降低煤燃烧污染的重要手段。

例如，采用流化床燃烧技术可以有效降低煤燃烧过程中的氮氧化物排放。

再者，引入煤燃烧污染物的后处理设备也是控制大气污染的重要手段。

例如，烟气脱硫装置可以将煤燃烧产生的二氧化硫去除，减少酸雨的形成。

此外，还可以通过引入颗粒物捕集器和挥发性有机物吸附装置等设备，有效控制颗粒物和挥发性有机物的排放。

除了技术手段，政府和企业也需要加强管理和监督，以确保煤燃烧污染的控制。

政府可以制定相关法律法规，规范煤燃烧行为，并加大对违法行为的处罚力度。

同时，政府还可以推动煤炭产业的转型升级，促进清洁能源的发展和应用。

企业则需要加强环境管理，建立完善的污染物监测和排放报告制度，确保煤燃烧过程中的污染物排放符合相关标准。

然而，煤燃烧污染控制仍然面临一些挑战。

首先，煤燃烧是一项复杂的过程，涉及多个环节和技术，控制难度较大。

其次，煤燃烧污染物的控制成本较高，对企业的经济压力较大。

燃烧理论与污染控制

燃烧理论与污染控制目录1.绪论 (3)的生成机理 (11)2.NOX燃烧技术 (35)3.低NOX燃烧技术 (61)4.新型低NOX5.烟气脱硝 (67)6.SO的生成与控制 (70)X第一章：绪论＆1.1 燃烧对大气的污染，污染物的组成及其危害1.1.1污染物按状态分类污染物一次污染物二次污染物固态尘悬浮〔气体介质中〕固体粒子d=1～20 µm无烟气溶胶（含微粒）d=0.01～1 µm无雾液体微粒的悬浮体，酸雾液滴悬浮物无气态硫化物SO2，H2S SO3，H2SO4，M2SO42氮化合物（NO,NO）NO，NH3NO2，HNO3，MNO3碳氢化合物HC 醛，酮，过氧乙酰基，硝酸酯〔PAN〕碳氧化合物CO，CO2无卤素化合物HF，HCl 无一次污染物：污染源直接排入大气。

二次污染物：污染物与大气中成分，污染物之间化学反响，光化学反响生成的污染物。

1.1.2烟雾和粉尘1.烟雾本质：一种含有固体颗粒和液体微滴的气溶胶。

固体颗粒：烟黑，粉粒等。

液体微滴：水滴，硫酸微滴等。

主要成分为烟黑：C 、H 、O 、N 、S 组成的复杂化合物。

产生机理：〔1〕煤形成烟黑：不完全燃烧，高温下热解→产生多环化合物→烟黑成分：苝、芘、苊(C 12H 10)、蒽(C 14H 10)、菲全是至癌物质。

引起鼻炎、支气管炎、肺癌。

〔d<5µm 的颗粒等被肺部吸收〕生成烟黑的煤种顺序：无烟煤→焦碳→褐煤→低挥发分的烟煤→高挥发分的烟煤〔2〕石油，天然气形成烟黑：机理：石油，泾类不断脱氢缩合，脱氢之后碳含量升高，形成烟黑物质。

天然气形成烟黑过程类似石油生成烟黑的顺序为：煤焦油→重油→中油→轻油〔3〕工业上黑烟的分类⎩⎨⎧：如烟黑，硫酸烟雾等烟气：颗粒小于煤粉等：如飞灰，金属粉末，烟尘：颗粒大于um b um a 1.1.2.粉尘〔1〕⎩⎨⎧：不易沉降＜飘尘：：粉煤，大部分飞灰等＞降尘：烟尘中飞灰um d um d 1010〔含有细灰尘，也有碱金属，重金属等化合物，飘尘中富含有重金属元素〕〔2〕粉尘的危害：a.吸入→引起肺病→死亡b.大气中SO 2，遇到含有重金属飘尘催化，氧化成SO 3→硫酸烟雾c.飘尘吸附大气中NO 2及致痤物质→污染环境d.粉尘还会吸附太阳中的紫外线物质，散射吸收阳光，不利于人与动物的生长。

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。