第二章燃烧与大气污染解析

什么是洗中煤？（P35）
一般炼焦用煤、化工用煤、出口用煤及某些特殊用 煤的原煤，都要预先送选煤厂洗选。在重力选煤过 程中的中间产物称洗中煤。经过洗选后的精煤，其 灰分、硫分都大大降低。洗中煤是选煤厂选出的灰 分高于精煤而低于煤矸石的产品。
我国洗中煤的挥发分Vdaf约在25-40范围内，水 分Mar根据脱水程度而异，一般在10-15，灰分 Aar则较高，一般为30-40，有的高达50。由于 送选的原煤质量都较好，故洗中煤的发热量多为 中等水平，一般Qnet,ar=16000-21000kJ/kg。 洗中煤由于灰分高，结渣的倾向较大。大多数为 电站锅炉所燃用。因此，洗中煤在动力燃料中占 有相当重要的地位。
(4)干燥无灰基：
以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分。 干燥无灰基用角码daf表示,即: Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf =100% 意义：干燥无灰基成分因为避免了水分和灰分的影响,
比较稳定。煤矿提供的煤质资料为干燥无灰基。 煤质分析结果见表2-2p34 煤的成分表示方法及组成相互关系见图2-3 p34
(1)收到基：以包括全部水分和灰分的燃料作为100% 的成分，亦即锅炉燃烧的实际成分。 表示为: Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+War=100% 意义：角码ar表示收到基成分,表示的实际燃料,所以在 进行燃料计算和热效应实验时,以它为准。但由于煤的 外部水分不稳定,收到基的百分成分也随之波动,利用收 到基评价煤的性质是不准确的。
燃料分类
按获得方法 按物态分
固体燃料 液体燃料
气体燃料
天然燃料
人工燃料
木柴、煤等
木炭、焦炭等
百度文库石油 天然气
汽油、煤油、柴油、 重油
高炉煤气、转炉煤 气、焦炉煤气
一、煤
是最重要的固体燃料，能源结构中占80%以 上，它是一种不均匀的有机燃料，主要是植 物的部分分解和变质形成的。煤中的有机成 分和无机成分因煤的产地和种类不同有较大 的差别。 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。 煤的不可燃成分：灰份、水分
测定内部水分的方法是将上述失去外部水 分的煤样继续在375-380K(102-107℃) 干燥约2h，所失去的水分质量占试样原 来质量的百分数即内部水分Wn。两部分 水分之和即为煤所含的全水分。
[2]灰分
灰分是煤中不可燃矿物物质的总称。其含量和组 成因煤种和粗加工的不同而异。我国煤炭的平均 灰分为25%。灰分的存在降低了煤的热值，增加 了烟尘污染和出渣量。高灰分、低熔点的煤极易 结渣，使煤不能充分燃烧，从而影响热效率。
第二章 燃烧与大气污染
第一节 燃料的性质 第二节 燃料燃烧过程 第三节 烟气体积与污染物排放量的计算 第四节 燃烧过程硫氧化物的形成 第五节 燃烧过程中颗粒污染物的形成 第六节 燃烧过程中其他污染物的形成
第一节 燃烧的性质
燃料是指在燃烧过程中，能够放出热量， 且在经济上可行的物质。
主要燃料是煤、石油和天然气等常规燃料， 以及统称为非常规燃料的多种其它燃料。
(2)空气干燥基： 以去掉外部水分的燃料作为100%的成分 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Wad=100% 意义：在试验室内进行燃料分析时的试样成分，
以角码ad表示。
(3)干燥基： 以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，以角码d 表示，即 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad =100% 意义：灰分含量常用干燥基成分表示，因为排除了 水分的影响，干燥基能确切的反应出灰分的多少。
氮含量的测定是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。
测定硫的含量，是将样品放在氧化镁和无水碳 酸钠的混合物上加热、使硫化物转变为硫酸盐， 再以重量法测定硫酸钡沉淀而决定的。
4、煤的成分表示法
由于煤中水分和灰分受外界条件的影响,其百分比也随 之改变。煤的特性必须指明百分比的基准。 (1)收到基 (2)空气干燥基 (3)干燥基 (4)干燥无灰基
2、煤组成-工业分析
测定煤组成的方法分工业分析和元素分析 两大类。 工业分析：包括测定煤中水分、灰分、挥 发分和固定碳以及估测硫含量和热值。
[1]水分
水分包括外部水分和内部水分。
测定外部水分的方法是：称取一定量的13mm 以下粒度的煤样，置于干燥箱内，在318323K（45-50℃）温度下于燥8h，取出冷却， 干燥后所失去的水分质量占煤样原来质量的百 分数就是煤的外部水分（WW）。
(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，挥发分含量为20-45％，碳含量为75-90％。 烟煤的成焦性较强,且含氧量低，水分和灰分含量 一般不高，适宜工业上的一般应用,热值为42007500kcal/kg。
(3)无烟煤
无烟煤是碳含量最高，煤化时间最长的煤。它 具有明亮的黑色光泽，机械强度高。碳的含量 一般高于93％，无机物含量低于10％，成焦 性极差。适于民用、冶金、建材、气化。
1、煤的分类
煤是由古代的生物特别是植物在地层内部经过长 时间碳化衍变形成，并且碳化年代越老，煤质越 好，含碳量越高。 最常用的是基于沉积年代的分类法。 分为： (1)褐煤 (2)烟煤 (3)无烟煤
(1)褐煤：
褐煤是由泥煤形成的初始煤化物，形成年代最 短。呈黑色、褐色、或泥土色，其结构类似木 材。 热值为3000-4000kcal/kg 最低品位的煤，形成年代最短 挥发分大于40%，适于烧锅炉、气化。
以氧化物形式表示。
[3]挥发分：
系干馏时（与空气隔绝的条件下加热分解）所 释放出的可燃气体物质，通过将风干的煤样在 1200K的炉中加热7min而测定。 挥发分主要有氢气、碳氢化合物、一氧化碳和 少量的硫化氢等组成。
在相同的热值下，煤中挥发分越高，就越容易 着火，火焰越长，燃烧越完全。但挥发分越高， 容易造成炉膛内没有充足的空间、时间，使氧 气与逸出的挥发分充分混合，这时所分解的大 量碳粒子与烟气形成浓烟从烟囱冒出。
[4] 固定碳
从煤中扣除水分、灰分和挥发分后剩下的部 分就是固定碳，是煤的主要可燃物质。煤中 的碳不是以单质状态存在的，而是与氢、氮、 硫、氧等组成有机化合物。
3、煤组成-元素分折
元素分折：是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。 碳和氢是通过燃烧后分析尾气中二氧化碳和 水生成量而测定的。