大气污染治理第二章

3. 无烟煤：含碳量最高，含碳量高于93％，煤化时间最长，
具有明亮的黑色光泽，机械强度高，无机物含量低于10％，着 火困难，储存时稳定，不易自燃，成焦性极差
（二）煤的工业分析
1. 水分
在318-323K温度下干燥8h，取出冷却，干燥后所失去的水分质量占煤样原 有质量的百分数就是煤的外部水分(ww)
3. 干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100％的成分，以上角
“d”表示。
w(Cd)+w(Hd)+w(Od)+w(Nd)+w(Sd)+w(Ad)=100%
4. 干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100％的成分，
以上角“daf”表示。
w(Cdaf)+w(Hdaf)+w(Odaf)+w(Ndaf)+w(Sdaf)=100%
（1）直接法：在氮气流和105~110℃下干燥煤样，然后使之在 (1125±25)℃下分解，用纯碳将挥发产物中的氧转化为CO，并 进一步氧化为CO2，用滴定法或重量法测定。 （2）间接法：通过其他元素测定结果间接计算。
3. 煤中氮的测定：在催化剂作用下使煤中氮转变为氨，继而
用碱吸收，最后用酸滴定。
4. 煤中硫的测定：将空气干燥基样与艾氏剂(氧化镁和无水
Lv 2.6 p d p K
2.6 1400 1.4 11582 m 2.2 0.2
第二节 燃料燃烧过程
一. 影响燃烧过程的主要因素
（一）燃烧过程及燃烧产物
1. 燃烧定义：可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量
（光和热）的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化 物的过程。
（一）煤的分类
1. 褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，形成年代短，呈黑色、
褐色或泥土色，其结构类似木材，呈现出黏结状及带状，水分 含量高，热值较低，是最低品位的煤
2. 烟煤：形成年代较褐煤为长，呈黑色，外形有可见条纹，
挥发分含量为20-45％，碳含量为75-90％，成焦性较强，含氧 量低，水分和灰分含量不高，比褐煤更能抵抗风化
（二）燃料完全燃烧的条件
1. 空气条件 2. 温度条件
着火温度：在氧存在下可燃物质开始燃烧所必须达到的最低温度。
3. 时间条件
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. 燃料与空气的混合条件
湍流度
第二章
燃烧与大气污染
内容简介:
燃料的性质
燃料燃烧过程 烟气体积及污染物排放量计算
燃烧过程污染物的形成
第一节 燃料的性质
用以产生热量或动力的可燃性物质
固体燃料
燃料 液体燃料
气体燃料
煤、石油和天然气统称为常规燃料
一. 煤
由植物的部分分解和变质而形成的一种不均匀的有机燃料 植物性原料变成煤的过程称之为煤化过程
2. 燃烧产物
（1）多数化石燃料完全燃烧的产物是二氧化碳和水蒸气； （2）不完全燃烧过程将产生黑烟、一氧化碳和其他部分氧化产 物等大气污染物； （3）若燃料中含有硫和氮，则会生成SO2和NO；
（4）当燃烧室温度较高时，空气中的部分氮也会被氧化成 NOx， 常称为热力型氮氧化物（thermal NOx）。
1-5 设人肺部气体含CO为2.2×10-4，平均含氧量为 19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb浓度最终达 到饱和水平的百分率。
解：取M＝210，则可得到：
pCO 210 2.2104 COHb M 0.237 2 O2 Hb pO2 19.510
COHb达到饱和水平时：
碳酸钠)混匀，缓慢燃烧，使硫化物转变为硫酸盐，再加入热水 使之溶解。在一定酸度下加入氯化钡使之转化为硫酸钡沉淀， 过滤灼烧后称量硫酸钡质量反算出煤中全硫含量。
（四）煤中硫的形态
1. 硫化铁硫：主要代表是黄铁矿硫，是煤中主要的含硫成分，
黄铁矿比煤重的多，可在强磁场感应下能够转变为顺磁性物质， 吸收微波能力比煤炭强。故可用不同的物理或化学方法把黄铁 矿从煤中脱除。
2. 有机硫：有机硫是以各种官能团形式存在的，与煤中有机
质构成复杂的分子，不宜用一般重力分选的方法除去，需要采 用化学方法脱硫。
3. 硫酸盐硫：主要以钙、铁、和锰的硫酸盐形式存在，较前
两种硫含量少得多。
低硫煤中主要是有机硫，约为无机硫的的8倍 高硫煤中主要为无机硫，约为有机硫的3倍
黄铁矿硫FeS2
硫化铁硫 白铁矿硫FeS2
无机硫 单质硫
硫酸盐硫
砷黄铁矿硫 石膏CaSO4· 2H2O 绿矾FeSO4· 7H2O
煤中全硫
硫醇或醚基化合物R－SH 硫醚R－S－R
有机硫
二硫醚R－S－S－R
噻吩类杂环硫化物 硫醌化合物
பைடு நூலகம்
（五）煤的成分表示方法
1. 收到基：以包括全部水分和灰分的燃料作为100％的成分，
（1） 外部水分：称取一定量的13mm以下粒度的煤样，置于干燥箱内， （2） 内部水分：将上述失去外部水分的煤样继续在375-380K下干燥
约2h，所失去的水分质量占试样原来质量的百分数即为内部水分(wn)
2. 灰分：煤中不可燃矿物物质的总称 3. 挥发分：煤在与空气隔绝的条件下加热分解出的可燃气体
亦即锅炉燃料的实际成分，以上角“ar”表示。
w(Car)+w(Har)+w(Oar)+w(Nar)+w(Sar)+w(Aar)+w(War)=100%
2. 空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100％的成分，亦
即在实验室内进行燃料分析时的试样成分，以上角“ad”表示。
w(Cad)+w(Had)+w(Oad)+w(Nad)+w(Sad)+w(Wad)+w(Aad)=100%
物质，通过将风干的煤样在1200K的炉中加热7min而测定
4. 固定碳：从煤中扣除水分、灰分及挥发分后剩下的部分
（三）煤的元素分析
用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要 组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量
1. 煤中碳和氢的测定：碳和氢是通过燃烧后分析尾气中
CO2和H2O的生成量而测定的。
2. 煤中氧的测定
CO
COHb COHb / O2 Hb 0.237 19.2% COHb O2 Hb 1 COHb / O2 Hb 1 0.237
1-7 粉尘密度1400kg/m3，平均粒径1.4µm ，在大气 中的浓度为0.2kg/m3，对光的散射率为2.2，计算大 气的最大能见度。 解：