《燃燒技術(shù)》燃燒污染與防治1

1、1 燃燒污染燃燒污染 燃燒過(guò)程中常見(jiàn)的污染物有一氧 化碳、二氧化硫、氮氧化合物和煙 塵，燃燒還會(huì)產(chǎn)生噪聲污染、熱污 染和鉛污染（見(jiàn)汽車排氣污染）等。 2 一氧化碳一氧化碳 n一氧化碳主要由含碳燃料不完全燃燒引起。它 在鍋爐排氣中約占3，而在汽車排氣中可達(dá) 13。對(duì)于和只要保證燃料充分氧化。 n采用二次燃燒，就可能降低煙氣中的一氧化碳 含量。減少排氣中一氧化碳則是一個(gè)較為復(fù)雜 的問(wèn)題。 n主要措施有：改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)，如正確設(shè) 計(jì)增壓比，排氣道增設(shè)催化補(bǔ)燃器，操作上自 動(dòng)調(diào)節(jié)油氣比等；提高燃料質(zhì)量，如調(diào)配汽油、 使用乳化燃料或液化氣等；以及通過(guò)制訂法規(guī)， 進(jìn)行廢氣監(jiān)測(cè)等。 3 二氧化硫二氧化硫

2、 n二氧化硫來(lái)自燃料中硫、硫酸鹽和有機(jī)硫化物。 二氧化硫在煙氣中的體積濃度為0.050.25， 有時(shí)可達(dá)0.4。由于原油加工中 90以上的 硫轉(zhuǎn)入重油，重油的含硫量可達(dá)13。 n防止二氧化硫污染的有效措施是：燃料脫硫或 煙氣脫硫，采用低硫燃料燃燒也是最常用的方 法。 4 氮氧化合物氮氧化合物 n 氮氧化合物包括二氧化氮和不穩(wěn)定的一氧化氮、 一氧化二氮和四氧化二氮等。它們?cè)诟邷?(1650以上)下可由燃料中的氮化物以及空氣 中的氮和氧直接生成。煙氣中氮氧化合物含量 可達(dá) 1200毫克米，汽車排氣中可達(dá) 4000毫 克米。 n措施：通過(guò)濕法液體吸收、干法固體吸附或催 化轉(zhuǎn)換方法可以降低它的含量；中

3、采用層狀燃 燒也是降低氮氧化合物含量的一種方法。 5 煙塵煙塵 n煙塵中，煙是指碳?xì)浠衔镌谌毖跸铝呀馍?顆粒直徑小于 1微米的碳粒。隨著碳粒的增多， 煙由褐色變?yōu)楹谏?。家庭爐灶的產(chǎn)煙量占燃煤 量的 3.5以上，工業(yè)鍋爐一般是0.5。塵是 指排氣中直徑為 1100微米的顆粒，來(lái)自燃 料的灰分。 n影響煙塵的因素是燃燒設(shè)備、操作方法和燃料 含灰量。 n降低排氣中煙塵的有效措施：選燒低灰分燃料 和采用旋風(fēng)分離、濕法凈化、多孔過(guò)濾或靜電 沉降等除塵設(shè)施。 6 噪聲污染噪聲污染 n燃燒引起的噪聲主要來(lái)自進(jìn)氣道、排氣道和燃 燒器?？刂圃肼曉础p弱傳播、采用消聲器等 能使噪聲降低。 n在燃燒過(guò)程中，大量

4、熱量的積聚將引起環(huán)境的 熱污染。如熱電廠中通常只有40的燃料熱能 轉(zhuǎn)為電能，余下的大部分熱能排入大氣或隨冷 卻水帶走，大量含熱廢水排到江河使水溫升高， 影響水質(zhì)，危及水生生物的生長(zhǎng)，破壞生態(tài)平 衡。為此要充分利用熱電廠的余熱和改進(jìn)冷卻為此要充分利用熱電廠的余熱和改進(jìn)冷卻 方式，以控制熱污染的危害。方式，以控制熱污染的危害。 7 熱污染熱污染 n熱污染是指現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活中排放的廢熱 所造成的環(huán)境污染。 n 熱污染可以污染大氣和水體?；鹆Πl(fā)電廠、核 電站和鋼鐵廠的冷卻系統(tǒng)排出的熱水，以及石 油、化工、造紙等工廠排出的生產(chǎn)性廢水中均 含有大量廢熱。這些廢熱排入地面水體之后， 能使水溫升高。在工業(yè)

5、發(fā)達(dá)的美國(guó)，每天所排 放的冷卻用水達(dá)45億立方米，接近全國(guó)用水 量的13；廢熱水含熱量約2500億千卡，足夠 25億立方米的水溫升高10。 8 熱污染的危害熱污染的危害 n熱污染首當(dāng)其沖的受害者是水生物，由于水溫升高使 水中溶解氧減少，水體處于缺氧狀態(tài)，同時(shí)又使水生 生物代謝率增高而需要更多的氧，造成一些水生生物 在熱效力作用下發(fā)育受阻或死亡，從而影響環(huán)境和生 態(tài)平衡。此外，河水水溫上升給一些致病微生物造成 一個(gè)人工溫床，使它們得以滋生、泛濫，引起疾病流 行，危害人類健康。1965年澳大利亞曾流行過(guò)一種腦 膜炎，后經(jīng)科學(xué)家證實(shí)，其禍根是一種變形原蟲，由 于發(fā)電廠排出的熱水使河水溫度增高，這種變

6、形原蟲 在溫水中大量孳生，造成水源污染而引起了這次腦膜 炎的流行。 9 熱污染的防治熱污染的防治 n廢熱的綜合利用廢熱的綜合利用 充分利用工業(yè)的余熱，是減少熱污染的最主要措施充分利用工業(yè)的余熱，是減少熱污染的最主要措施 n加強(qiáng)隔熱保溫加強(qiáng)隔熱保溫 在工業(yè)生產(chǎn)中，有些窯體要加強(qiáng)保溫、隔熱措施，以降低熱在工業(yè)生產(chǎn)中，有些窯體要加強(qiáng)保溫、隔熱措施，以降低熱 損失，如水泥窯筒體用硅酸鋁氈、珍珠巖等高效保溫材料，既減損失，如水泥窯筒體用硅酸鋁氈、珍珠巖等高效保溫材料，既減 少熱散失，又降低水泥熟料熱耗。少熱散失，又降低水泥熟料熱耗。 n尋找新能源尋找新能源 利用水能、風(fēng)能、地能、潮汐能和太陽(yáng)能等新能源，

7、即解決了利用水能、風(fēng)能、地能、潮汐能和太陽(yáng)能等新能源，即解決了 污染物，又是防止和減少熱污染的重要途徑。特別是太陽(yáng)能的利污染物，又是防止和減少熱污染的重要途徑。特別是太陽(yáng)能的利 用上，各國(guó)都投入大量人力和財(cái)力進(jìn)行研究，取得了一定的效果。用上，各國(guó)都投入大量人力和財(cái)力進(jìn)行研究，取得了一定的效果。 10 放熱過(guò)程放熱過(guò)程 n向大氣放熱向大氣放熱 n隨著人口和耗能量的增長(zhǎng)，城 市排入大氣的熱量日益增多。 這里說(shuō)的不僅是廢熱。按照熱 力學(xué)定律，人類使用的全部能 量終將轉(zhuǎn)化為熱,傳入大氣,逸向 太空。據(jù)計(jì)算，1975年世界耗 能總量占地球接收的凈輻射千 分之一弱。在局部地區(qū)，如美 國(guó)的曼哈頓地區(qū)耗能密度

8、最大， 達(dá)600W/m2,是當(dāng)?shù)亟邮芴?yáng)凈 輻射的6倍。 11 放熱過(guò)程 n向水體放熱向水體放熱 n水體熱污染波及范圍很小，對(duì)氣水體熱污染波及范圍很小，對(duì)氣 候幾乎沒(méi)有影響，但會(huì)影響漁業(yè)候幾乎沒(méi)有影響，但會(huì)影響漁業(yè) 生產(chǎn)，因?yàn)樗疁厣呤顾腥芙馍a(chǎn)，因?yàn)樗疁厣呤顾腥芙?氧減少，另一方面又使魚的代謝氧減少，另一方面又使魚的代謝 率增高而需要更多的氧，魚在熱率增高而需要更多的氧，魚在熱 應(yīng)力作用下發(fā)育受到阻礙，甚至應(yīng)力作用下發(fā)育受到阻礙，甚至 很快死亡。為了減少這種熱污染很快死亡。為了減少這種熱污染 的危害，美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)建議的危害，美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)建議 控制廢熱的排放，并提出廢熱水控制廢熱

9、的排放，并提出廢熱水 進(jìn)入水體經(jīng)混合后溫度升高不得進(jìn)入水體經(jīng)混合后溫度升高不得 大于下列數(shù)值：河水大于下列數(shù)值：河水5恦恦 (2.83)，湖水，湖水3恦恦(1.66)， 海水冬季海水冬季4恦恦(2.2)，夏季，夏季1.5 恦恦(0.83)。 12 后果影響后果影響 n氧氣供應(yīng)減少氧氣供應(yīng)減少 水溫越高，氧氣的溶解度更低。若水中氧水溫越高，氧氣的溶解度更低。若水中氧 氣不足，動(dòng)物便很易死去，植物在夜間（不氣不足，動(dòng)物便很易死去，植物在夜間（不 能進(jìn)行光合作用時(shí)）也會(huì)死去。能進(jìn)行光合作用時(shí)）也會(huì)死去。 n影響生理功能影響生理功能 不少水中的生物，特別是魚，是冷血不少水中的生物，特別是魚，是冷血 動(dòng)

10、物。它們無(wú)法適應(yīng)水溫的改變，很易動(dòng)物。它們無(wú)法適應(yīng)水溫的改變，很易 死亡。對(duì)于其他生物，酶的功能會(huì)受影死亡。對(duì)于其他生物，酶的功能會(huì)受影 響，令新陳代謝發(fā)生問(wèn)題。響，令新陳代謝發(fā)生問(wèn)題。 13 鉛污染鉛污染 n鉛是一種青灰色重金屬。在加熱到400- 500時(shí)會(huì)有鉛蒸汽逸出形成鉛煙，在用 鉛錠制造鉛粉和極板的過(guò)程中都會(huì)有鉛 塵散發(fā)，污染空氣，當(dāng)空氣中鉛煙塵達(dá) 到一定濃度對(duì)人體是有害的。 14 鉛污染來(lái)源鉛污染來(lái)源 n鉛對(duì)環(huán)境的污染，一是由冶煉、制造和使用鉛 制品的工礦企業(yè)，尤其是來(lái)自有色金屬冶煉過(guò) 程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣造成的。 二是由汽車排出的含鉛廢氣造成的，汽油中用 四乙基鉛作為抗

11、爆劑（每公斤汽油用13克）， 在汽油燃燒過(guò)程中，鉛便隨汽車排出的廢氣進(jìn) 入大氣。目前世界上已有兩億多輛汽車，每年 排出的總鉛量達(dá)40萬(wàn)噸，成為大氣的主要鉛污 染源。 15 危害影響危害影響 n鉛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害是引起末梢神經(jīng)炎，出現(xiàn) 運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)障礙。此外鉛隨血流入腦組織，損 害小腦和大腦皮質(zhì)細(xì)胞，干擾代謝活動(dòng)，使?fàn)I 養(yǎng)物質(zhì)和氧氣供應(yīng)不足，引起腦內(nèi)小毛細(xì)血管 內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，進(jìn)而發(fā)展成為彌漫性的腦損傷。 經(jīng)常接觸低濃度鉛的人,當(dāng)血鉛達(dá)到每100毫升 6080微克時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)頭痛、頭暈、疲乏、 記憶力減退和失眠，常伴有食欲不振、便秘、 腹痛等消化系統(tǒng)的癥狀。 16 鉛污染 17 處理方法處理方法 n當(dāng)水體受到污染時(shí)，可采用中和法處理， 即投加石灰乳調(diào)節(jié)pH到7.5，使鉛以氫氧 化鉛形式沉淀而從水中轉(zhuǎn)入污泥中。用 機(jī)械攪拌可加速澄清，凈化效果為 80%96%，處理后的水鉛濃度為 0.370.40mg/L。而污泥再做進(jìn)一步的 無(wú)害化處理。對(duì)