第三章 有害气体的燃烧净化

• 从以上的这个历程中可以看出，由于火焰的存在，使得自 由基大量产生，所产生的自由基加速了废气中可燃组分的 销毁速度。在以上的这些自由基中，O H 是一个很重要的 自由基，它主要靠水分在火焰中解离而产生。在热力燃烧 的过程中，CO O CO O的速度往往很慢，但如在混合 2 2 气体中存在着OH，则其反应为 CO O H CO H 2 • 的速度远远大于前一个反应，从而使得对人体危害严重的 CO很快销毁了。
• 在热力燃烧过程中，一般认为，只有燃烧室的温度维持在 760～820℃，驻留时间为0．5s时，有机物的燃烧才能比 较完全。而达到这个温度范围是依靠火焰传播过程来实现 的。火焰传播的理论分为两大类。 • 1．热传播理论 这类理论认为：火焰传播是依靠燃烧时所放出的热量 加热周围的气体，使其达到燃烧所需要的温度而实现的。 因此，能否实现火焰传播主要与三个方面的因素有关： ①混合气体中的含氧量； ②混合气体中含有可燃组分的浓度； ③辅助燃料燃烧过程中所放出的热量。
第三章 有害气体的燃烧净化
1、有哪些有害物质可以用燃烧 法来处理？ 2、燃烧法有几种？其条件和设 备分别是什么？
燃烧法 冷凝法 吸附法
气体的净化 静电除雾法 催化转化法
ห้องสมุดไป่ตู้机械分离法
吸收法
二氧化硫、氟化氢、氯氧化物、汞蒸气、铅烟、苯、 沥青烟、硫酸雾、铬酸雾、氯气、一氧化碳等
有害气体的燃烧净化
直接燃烧法 (条件、设备）
• 注: (1)当燃烧过程中放出的热量不足以使周围的气体达到燃烧 所需要的温度，火焰自然不能向外传播； (2)当助燃废气中的含氧量不足，燃烧过程难以进行，火焰 也不能传播出去。 例如：丙烷气体在空气当中很容易燃烧，但在氧和氮各占12 ％和88％的气体中，丙烷燃烧非常困难。 (3)混合气体中可燃组分的浓度与火焰能否传播有着紧密的 联系。浓度过低，燃烧过程不能实现；浓度过高时，由于 没有足够的氧而使得废气不能在正常的着火温度下产生燃 烧反应，因而火焰也得不到传播。 (4)人们将这种能够维持火焰传播的浓度范围称为爆炸极限。 使用燃烧法处理各种有机废气的过程中，爆炸极限的范围 是至关重要的。
• 热力燃烧是指把废气温度提高到可燃气态污染 物的温度，使其进行完全氧化分解的过程。由 于废气中含有的可燃气态污染物浓度较低，需 要燃烧辅助燃料提高废气的温度。 • 热力燃烧一般用于处理废气中含可燃组分浓度 较低的情况。 • 热力燃烧过程包括： • ①辅助燃料燃烧以提供热量； • ②废气与高温燃气混合达到反应温度； • ③保持废气在反映温度下有足够的停留时间已使 其中的可燃气态污染物氧化分解
（二）混合气体的燃烧与爆炸
燃烧与爆炸的区别
• （三）爆炸极限浓度范围 可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧 气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成 预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范 围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。 • 爆炸与燃烧的区别只是在产生的压力和传播速 度的不同，对大多数可燃气体而言，在某一点 着火后，会迅速传播开来，在有控制的条件下 就形成火焰，维持着燃烧。在一个有限空间内， 可燃气体迅速蔓延并无法控制的情况下，则形 成气体爆炸。一般将燃烧的浓度范围视为爆炸 的极限浓度。
• 如果废气含有足够的氧，应用一部分废气助燃辅 助燃料，以降低辅助燃料的消耗。 • 在供氧充分的情况下反应温度、停留时间和湍流 混合等三个要素，即温度（Temperature）、时 间（Time）、湍流（Turbulent）的“三T”条件， 为热力燃烧完全的必要条件。 • 热力燃烧可用于净化各种可燃气体。能否燃烧完 全的必要条件，热力燃烧可用于净化各种可燃气 体。能否充分回收余热，往往决定该法的实用价 值。
• 爆炸极限的表示 • 爆炸极限的单位气体 • 爆炸极限的单位气体或蒸气的爆炸极限的 单位，是以在混合物中所占体积的百分比 (％)来表示的，如氢与空气混合物的爆炸极 限为4％～75％。 可燃粉尘的爆炸极限是以混合物中所占体积 的质量比g／m3来表示的，例如铝粉的爆炸 极限为40g／m3。
（四）火焰传播理论
2．自由基连锁反应理论 该种理论认为：在燃烧室中，火焰之所以能够进行很 快的氧化反应，就是因为火焰中存在着大量活性很大的自 由基。由于自由基是具有不饱和价的自由原子或原子团， 极易同其他的原子或自由基发生连续的连锁反应，而使得 火焰得以传播。
的 历 年 程 西 如 里 下 和 鲍 曼 提 出 甲 烷 燃 烧 反 应 : 1970
热力燃烧法 （条件）
催化燃烧法 （条件、催化剂）
有害气体的燃烧净化的特点
（1）有害废气当作燃料直接烧掉 （2）有害废气中可燃组分含量高3347．2kJ／m3 （3）可燃组分浓度低的有害气体 （1）可燃的有害气体的浓度提高到反应温度 （2）可燃有机质含量较低的废气的净化处理，热
值在37．656～753．12kJ／m3 （3）配焰燃烧炉和离焰燃烧炉（540-820℃）
上 限 ： 只 着 不 炸
下 限 ： 不 着 不 炸
• 注:
(1) 可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分 别称为爆炸下限和爆炸上限，这两者有时亦称为着火下限 和着火上限。 (2) 在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上限不 会发生爆炸，但会着火。 (3) 这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用， 阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能 蔓延的缘故。 (4) 当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时，具有最大 的爆炸威力(即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例)。
直接燃烧法
热力燃烧法
（1）利用催化剂使可燃的有害气体在较低温度下
催化燃烧法
进行氧化分解
（2）立式和卧式催化燃烧炉，炉中设有催化剂床 层和预热燃烧器（ 300-450 ℃）
第二节 热力燃烧原理
• 一有关燃烧的几个概念 • （一）燃烧与热力燃烧
燃烧是可燃物跟助燃物（氧化剂）发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应. 燃烧的必要条件是可燃物、助燃剂、着火能源三者缺一不可。 燃烧的充分条件是： 1、可燃物与助燃物达到一定比例 2、助燃物达到一定浓度 （空气中氧气浓度低于14%，在常压下不起燃） 3、超过最小点火能或超过一定强度的升温明火 源 4、满足了燃烧所需要的燃烧诱导期。