第2章 燃烧与大气污染(1)
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➢ 氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为210%，以碳氢化合物的形式存在，1 kg氢完全燃烧时能放出 28780 kcal的热量。
2020/6/14
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2. 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%
√灰分：
• 灰分是煤中不可燃矿物物质的总称。
高灰分、低熔点的煤极易结渣，从尔影响热效率。
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（1）煤的工业分析
➢ 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
➢ 硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。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。
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2. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水 分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。 外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥 箱中加热到102-105C，保持2h后才能除掉。
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300MW、600MW“W”形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉 该锅炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分离 式煤粉浓缩型燃烧器；双进双出球磨机正压直吹式燃烧系 统。
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600MW及以上超临界本生直流机组锅炉
2020/6/14
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600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃 烧中间再热锅炉
600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉
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§1燃料的性质
燃料的定义：指燃烧过程中能放出热量，且 经济上可行的物质
燃料的分类
按获得方法分 按物态分
天然燃料
人工燃料
固体燃料
木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等
液体燃料 气体燃料
石油 天然气
➢ 灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。
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3.煤的成分分析
✓ 工业分析（ 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。
汽油、煤油、柴油、 重油
高炉煤气、发生炉煤 气、焦炉煤气
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§1燃料的性质
一、煤 煤定义：是一种复杂的物质聚集体。主要
可燃成分是C、H及少量O2、N2、S等一 起构成的有机聚合物。
➢ 性质：煤中有机成分和无机成分的含量
因种类、产地不同而异。
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燃烧过程污染物排放计算。
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建议学时数：4学时
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焚烧秸秆
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300MW、600MW"W"形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉
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600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉
600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉
自燃，成焦性差。
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2. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 碳：可燃元素。1 kg纯碳完全燃烧时，放出7850 kcal的热量。 当不完全燃烧生成CO时，放出2214 kcal的热量。纯碳起燃温 度很高，燃烧缓慢，火焰也短。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%。
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§1燃料的性质
（2）烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有
可见条纹。 ➢ 挥发分20—45%，C 75—90%。成焦性较
强，氧含量低，水分及灰分含量不高，适宜工 业使用。
（3）无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的
煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。 ➢ C含量>93%, 无机物量<10%, 着火难，不易
✓ 挥发分：
• 失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加热7 分钟，放入干燥箱中冷却至常温再称重 。
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（1）煤的工业分析
√ 固定碳
• 从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分为 固定碳，是煤的主要可燃物质。
• 失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在 80020C的环境中灼烧到重量不在变化时，取出冷 却。焦炭所失去的重量为固定碳。
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
➢ 2、教学重点
重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握 燃烧过程污染物排放计算。
➢ 3、教学难点
第2章 燃烧与大气污染(1)
➢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
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§2 燃烧与大气污染(1)
➢ 1.教学要求
了解常见民用及工业燃料的组成和性质；
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Βιβλιοθήκη Baidu
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§1燃料的性质
1.煤的分类：按基于沉积年代的分类法分
为褐煤、烟煤、无烟煤。
（1）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、泥土色，象木材结构。
➢特点：①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热
值低，不能制炭。干燥后：C含量60—75%， O2含量20—25%。
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（1）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
• 将失去外部水分的煤样保持在375-380K下，约2h后，称重 内部水分
• 外部水分＋内部水分=煤所含的全水分。煤所含水分使热值降 低，影响燃烧稳定，一般控制煤中水分在10%～13%。
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2. 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%
√灰分：
• 灰分是煤中不可燃矿物物质的总称。
高灰分、低熔点的煤极易结渣，从尔影响热效率。
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（1）煤的工业分析
➢ 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
➢ 硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。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。
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2. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水 分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。 外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥 箱中加热到102-105C，保持2h后才能除掉。
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300MW、600MW“W”形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉 该锅炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分离 式煤粉浓缩型燃烧器；双进双出球磨机正压直吹式燃烧系 统。
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600MW及以上超临界本生直流机组锅炉
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600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃 烧中间再热锅炉
600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉
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§1燃料的性质
燃料的定义：指燃烧过程中能放出热量，且 经济上可行的物质
燃料的分类
按获得方法分 按物态分
天然燃料
人工燃料
固体燃料
木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等
液体燃料 气体燃料
石油 天然气
➢ 灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。
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3.煤的成分分析
✓ 工业分析（ 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。
汽油、煤油、柴油、 重油
高炉煤气、发生炉煤 气、焦炉煤气
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§1燃料的性质
一、煤 煤定义：是一种复杂的物质聚集体。主要
可燃成分是C、H及少量O2、N2、S等一 起构成的有机聚合物。
➢ 性质：煤中有机成分和无机成分的含量
因种类、产地不同而异。
2020/6/14
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2020/6/14
燃烧过程污染物排放计算。
2020/6/14
建议学时数：4学时
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焚烧秸秆
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300MW、600MW"W"形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉
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600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉
600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉
自燃，成焦性差。
2020/6/14
16/59
2. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 碳：可燃元素。1 kg纯碳完全燃烧时，放出7850 kcal的热量。 当不完全燃烧生成CO时，放出2214 kcal的热量。纯碳起燃温 度很高，燃烧缓慢，火焰也短。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%。
2020/6/14
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§1燃料的性质
（2）烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有
可见条纹。 ➢ 挥发分20—45%，C 75—90%。成焦性较
强，氧含量低，水分及灰分含量不高，适宜工 业使用。
（3）无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的
煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。 ➢ C含量>93%, 无机物量<10%, 着火难，不易
✓ 挥发分：
• 失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加热7 分钟，放入干燥箱中冷却至常温再称重 。
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（1）煤的工业分析
√ 固定碳
• 从煤中扣除水分、灰分以及挥发分后剩余的部分为 固定碳，是煤的主要可燃物质。
• 失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在 80020C的环境中灼烧到重量不在变化时，取出冷 却。焦炭所失去的重量为固定碳。
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
➢ 2、教学重点
重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握 燃烧过程污染物排放计算。
➢ 3、教学难点
第2章 燃烧与大气污染(1)
➢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
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§2 燃烧与大气污染(1)
➢ 1.教学要求
了解常见民用及工业燃料的组成和性质；
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14/59
§1燃料的性质
1.煤的分类：按基于沉积年代的分类法分
为褐煤、烟煤、无烟煤。
（1）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、泥土色，象木材结构。
➢特点：①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热
值低，不能制炭。干燥后：C含量60—75%， O2含量20—25%。
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（1）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
• 将失去外部水分的煤样保持在375-380K下，约2h后，称重 内部水分
• 外部水分＋内部水分=煤所含的全水分。煤所含水分使热值降 低，影响燃烧稳定，一般控制煤中水分在10%～13%。