燃烧污染与控制

燃料燃烧产生的污染及控制
摘要：燃烧少物质剧烈氧化而发光、发热的现象，是人们利用能源的最主要方式。

燃烧过程中常见的污染物有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和烟尘，燃烧还会产生噪声污染、热污染和铅污染等。

它们妨害着人们的健康，动植物的生长，甚至整个生态的平衡。

因此必须对它们加以控制。

关键字：燃料燃烧污染物
燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。

多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO和其它部分氧化产物等。

若燃料中含S、N会生成SO2和NOx，燃烧温度较高时，空气中的部分氮会被氧化成NOx。

这些燃烧产物严重影响了人们的健康以及动植物的生长。

一.燃烧过程中常见的污染物
燃烧过程中常见的污染物有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和烟尘，燃烧还会产生噪声污染、热污染和铅污染等。

这些排放物会污染环境，是目前影响全球环境的酸雨、“温室效应”等的主要来源，妨害着人们的健康，动植物的生长，甚至整个生态的平衡。

一氧化碳主要由含碳燃料不完全燃烧引起。

它在锅炉排气中约占3％，而在汽车排气中可达 13％。

对于锅炉和工业炉只要保证燃料充分氧化，采用二次燃烧，就可能降低烟气中的一氧化碳含量。

减少内燃机排气中一氧化碳则是一个较为复杂的问题。

主要措施有：改进内燃机设备结构，如正确设计增压比，排气道增设催化补燃器，操作上自动调节油气比等；提高燃料质量，如调配汽油辛烷值、使用乳化燃料或液化气等；以及通过制订法规，进行废气监测等。

一氧化碳是石油化工行业常见的职业危害因素，分布范围广，接触人员多，毒性危害大。

尤其是随着煤气化工业的发展，职工遭受一氧化碳危害影响的可能性增大。

二.燃料分类
按物态分固体燃料木柴、煤、油页岩木炭、焦炭、煤粉等液体燃料石油汽油、煤油、柴油、重油气体燃料，天然气，高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气
煤气化装置及后续合成气处理装置，干气制氢装置，化学工业中合成氨、丙酮、光气、甲醇的生产，生产和使用含一氧化碳的可燃气体以及用于气、含碳燃料油加热炉的不完全燃烧等，这些工作场所均可能接触一氧化碳。

一氧化碳为无色、无味、无刺激性的气体，易扩散，微溶于水，易溶于氨水。

易燃、易爆。

与空气混合有爆炸的危险。

一氧化碳使血液携氧能力下降，阻碍氧的释放和传递，导致低氧血症和组织缺氧。

由于中枢神经系统对缺氧最敏感，故最易受到侵害。

工作场所空气中时间加权平均容许浓度不超过20毫克/立方米，短时间接触容许浓度不超过30毫克/立方米，立即威胁生命或健康的浓度为1700毫克/立方米，无警示性，可经呼吸道进入人体。

主要损害神经系统。

轻度急性中毒时，表现为头痛、头晕、心悸、恶心，进而症状加重，出现呕吐、四肢无力等症状，脱离中毒现场后症状可消失。

中度急性中毒时，除上述症状外，面色潮红，口唇呈樱桃红色，多汗、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊甚至昏迷，及时抢救一般无明显并发症或后遗症。

重度急性中毒时，迅速进入昏迷状态，牙关紧闭，强直性全身痉挛，大小便失禁。

浓度极高时，数分钟内可致人死亡。

部分中毒患者昏迷苏醒后，经过两天至30天的假愈期，又出现一系列神经精神症状，常见的有精神异常，脑局灶性损害，颅、脊神经损伤。

慢性影响。

长期接触低浓度一氧化碳可致头痛、头晕、耳鸣、乏力、失眠烟尘中，烟是指碳氢化合物在缺氧下裂解生成颗粒直径小于 1微米的碳粒。

随着碳粒的增多，烟由褐色变为黑色。

家庭炉灶的产烟量占燃煤量的 3.5％以上，工业锅炉一般是0.5％。

尘是指排气中直径为 1～100微米的颗粒，来自燃料的灰分。

影响烟尘的因素是燃烧设备、操作方法和燃料含灰量。

选烧低灰分燃料和采用旋风分离、湿法净化、多孔过滤或静电沉降等除尘设施，都是降低排气中烟尘的有效措施。

噪声及热污染燃烧引起的噪声主要来自进气道、排气道和燃烧器。

控制噪声源、减弱传播、采用消声器等能使噪声降低。

在燃烧过程中，大量热量的积聚将引起环境的热污染。

如热电厂中通常只有40％的燃料热能转为电能，余下的大部分热能排入大气或随冷却水带走，大
量含热废水排到江河使水温升高，影响水质，危及水生生物的生长，破坏生态平衡。

为此要充分利用热电厂的余热和改进冷却方式，以控制热污染的危害。

三.防治措施
目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施:
1.原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40％一60％的无机硫。

优先使用
低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。

2.改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。

例如，
液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。

它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。

对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。

3.目前主要用石灰法，可以除去烟气中85％一90％的二氧化硫气体。

不
过，脱硫效果虽好但十分费钱。

例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25％之多。

这也是治理酸雨的主要困难之一。

4.开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成熟,如
果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.
防治大气污染是一个庞大的系统工程,需要个人、集体、国家、乃至全球各国的共同努力，可考虑采取如下几方面措施：减少污染物排放量。

多采用无污染能源（如太阳能、风能、水力发电）、改革能源结构，用低污染能源（如天然气）、对燃料进行预处理（如烧煤前，先进行脱硫）、改进燃烧技术等均可减少排污量。

另外，在污染物未进入大气之前，使用除尘消烟技术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物，可减少进入大气的污染物数量。

控制排放和充分利用大气自净能力。

气象条件不同，大气对污染物的容量便不同，排入同样数量的污染物，造成的污染物浓度便不同。

对于风力大、通风好、湍流盛、对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多厂矿企业地逆温的地区和时段，大气扩散稀释能力弱，便不能接受较多的污染物，否则会造成严重大气污染。

因此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制。

厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理，不要排放大户过渡集中，不要造成重复迭加污染，形成局地严重污染事件发生。

参考文献：
[1].张斌全.燃烧理论基础.北京：北京航空航天出版社，1990
[2].徐旭常.燃烧理论与燃烧设备.北京：机械工业出版社，1990
[3].岑可法.燃烧理论与污染控制.北京：机械工业出版社，2013
[4].韩昭沧.燃料及燃烧.北京：冶金工业出版社，2007、。