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1、1,2、燃烧与大气污染,2,2、燃烧与大气污染,2.1 燃料的分类,3,2.2 燃料燃烧过程,1、定义 燃烧是可燃物与助燃物(氧或氧化剂)发生的一种发光放热的化学反应。是在单位时间内产生的热量大于消耗热量的反应。 2、燃烧过程 可燃物质状态不同，燃烧过程也不同。,4,燃烧过程,5,(1)气体最易燃烧，燃烧所需热量只用于本身的氧化分解，并使其达到燃点， (2)液体在点火源作用下，先蒸发成蒸气，然后蒸气氧化分解而燃烧； (3)固体燃烧分两种情况，燃料中挥发性组分被蒸馏后以气态燃烧，而遗留下来的固定碳则以固态燃烧，后者的速率由氧向固体表面的扩散控制。,6,3、燃烧形式,由于可燃物质存在状态不同，其燃
2、烧形式亦不同。 (1)均一系燃烧 系指在同一相中进行的燃烧。如氢气在氧气中的燃烧、煤气在空气中的燃烧。 (2)非均一系燃烧 系指可燃物与助燃物并非同相，如石油(液相) 在空气(气相)中的燃烧。 (3)预混燃烧 系指可燃气体同助燃气体预先混合而后进行的燃烧。 (4)扩散燃烧 系指可燃气体由容器或管道中喷出，其分子同空气中氧分子相互接触扩散而产生的燃烧。,7,(5)蒸发燃烧 系指可燃液体蒸发产生可燃蒸气的燃烧。 (6)分解燃烧 很多固体变成不挥发件液体经热分解产生可燃性气体而进行的燃烧为分解燃烧。 (7)表面燃烧(均热形燃烧) 可燃性固体(木材等)燃烧热解的结果使其碳化，在已生成无定形碳的固体表面
3、上所进行的燃烧为表面燃烧。 (8)完全燃烧与不完全燃烧 根据燃烧反应进行的程度(燃烧产物)分为完全燃烧和不完全燃烧。,8,4、燃烧产物 一般为CO2和水，实际过程较为复杂。 不同的物质燃烧产物不同， 例如： 芳香含硝化合物硫化氢、硫醇、亚硫酸酐等甲醇一氧化碳、氢、甲醛、甲烷等。,9,5、燃烧条件（完全）,空气与燃料之比 温度Temperature 时间Time 湍流度Turbulence,10,2.3 燃烧的理论空气量,2.3.1、假定条件： (1)空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为79.1/20.9=3.78 (2)燃料中的固定态氧可用于燃烧； (3)燃料中的硫主要被氧化为SO2； (4)热
4、型NOx的生成量较小，燃料中含氮量也较低，计算理论空气量时可以忽略； (5)燃料的化学式为CxHySzOw，其小下标x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。,11,2.3.2、反应方程式：,2.3.3、理论空气量 m3/kg,12,2.3.4、空气过剩系数,实际的燃烧装置中、“三T”条件不可能达到理想化的程度，因此为使燃料完全燃烧，就必须供给过量的空气。一般把超过理论空气量多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量与理论空气量之比定义为空气过剩系数。,部分炉型的空气过剩系数,13,2.3.5、空燃比 （AF）,空燃比定义为单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，它可以由燃烧方程式直接求得。,
5、14,2.4 烟气体积及污染物排放量计算2.4.1 烟气体积计算,1.理论烟气量 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以 表示。其主要成分是CO2、SO2、N2和水蒸气。 通常把烟气中除了水蒸气以外的部分称为干烟气，把包括水蒸气在内的烟气称为湿烟气。 理论烟气量干烟气水蒸气 2.烟气体积和密度的校正 标准状态（273K、1atm）：Pn、Tn、Vn、n 工作状态： Ps、Ts、Vs、s,15,烟气体积,烟气密度,3.过剩空气校正 实际烟气量理论烟气量过剩空气量,16,2.4.2 污染物排放量计算 污染物排放浓度污染物总量实际烟气量 参见P47，例24，例25。,17,
6、例题：已知安徽淮南烟煤收到基的分析数据：C： 57.42%，H： 3.81%，O： 7.16%，N： 0.93%，S： 0.46%，灰分： 21.37%，水分： 8.85%，空气过剩系数 =1.4，试计算完全燃烧时的：（1）理论空气量；（2）理论烟气量；（3）实际烟气量；（4）烟气中SO2及粉尘的浓度（假设煤中的灰分全部进入烟气）。,18,解：以燃烧100g煤进行计算,19,则燃烧100g煤所需氧气量为 4.7850.9530.0140.2245.528 mol 所需理论空气量为 5.5284.7822.4101000 5.919 m3(标准)/kg 理论烟气量 (4.7851.9050.0330.0140.492)5.5283.7822.4101000 =6.300 m3(标准)/kg,20,实际烟气量,SO2浓度 0.01464108.5111.053 g/m3(标准) 粉尘浓度 21.37108.51125.109 g/m3(标准),21,燃烧过程中实际污染物的排放,22,本章习题：2.1、2.2、2.4、2.5,