大氣污染控制工程第二章

大氣污染控制工程第二章第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一表3城市固體廢棄物制備燃料方法第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1.非常規(guī)燃料主要為固體廢棄物2.非常規(guī)燃料既能提供能源，本身也是處理廢物的方式3.非常規(guī)燃料燃燒需要特種設(shè)備和操作條件，容易引起二次污染小結(jié)：第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一思考題：列舉主要燃料的種類；從大氣污染的角度，說明這些燃料的特點(diǎn)。第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一2.1燃燒過程及燃燒產(chǎn)物燃燒是指可燃混合物的快速氧化過程，并伴隨著能量（光和熱）的釋放，同時使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。第二節(jié)燃料的燃燒過程第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一2.1.1固體燃料的燃燒煤的燃燒在燃燒器中，煤主要以煤粉或塊狀固體形式燃燒。a.煤粉燃燒煤粉的燃燒受到兩種形式的控制：同相燃燒和異相燃燒第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一同相燃燒燃料中揮發(fā)性組分首先被蒸餾，與空氣擴(kuò)散混合，達(dá)到著火點(diǎn)后迅速燃燒，稱為同相燃燒。圖4煤的同相燃燒異相燃燒煤粉揮發(fā)后殘留的固定碳與空氣反應(yīng)，以固態(tài)燃燒，稱為異相燃燒。第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一b.煤塊燃燒煤塊燃燒則是將塊狀固體置于爐柵上或隨爐柵移動而燃燒。右圖是上部加煤的層燃爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖6煤塊的燃燒第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一2.1.2液體燃料和氣體燃料的燃燒a.液體燃料的燃燒燃料油的霧化、油霧粒子中可燃物的蒸發(fā)與擴(kuò)散，以及可燃物與空氣的混合燃燒，燃燒狀態(tài)受蒸發(fā)過程控制。

燃料油的燃燒過程包括：第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一b.氣體燃料的燃燒

燃燒過程包括氣體燃料與空氣的混合、可燃?xì)獾募訜崤c著火、燃燒反應(yīng)三個階段。燃燒狀態(tài)受空氣的擴(kuò)散和混合過程控制。第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1.煤的揮發(fā)分以氣態(tài)燃燒，稱為固相燃燒；2.煤中的固定碳以固態(tài)燃燒，稱為異相燃燒；3.煤的燃燒速率取決于氧氣向表面的擴(kuò)散速率；4.液體燃料以氣態(tài)形式燃燒，燃燒過程受蒸發(fā)過程控制5.氣體燃料最易燃燒，燃燒過程受空氣的擴(kuò)散和混合控制小結(jié)：第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一思考題：下列燃料完全燃燒的產(chǎn)物是什么，哪些是完全燃燒污染物、哪些是不完全燃燒污染物、哪些是不燃燒的污染物？2.2燃燒產(chǎn)物與污染物第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一燃料燃燒的產(chǎn)物可以歸納如下：1.多數(shù)燃料的完全燃燒產(chǎn)物為CO2和水蒸氣2.不完全燃燒產(chǎn)物主要有：CO、黑煙和其他部分氧化產(chǎn)物3.燃料中的硫大部分轉(zhuǎn)化成SO24.燃料中的氮大部分生成N2，一部分轉(zhuǎn)化成NOX5.燃燒過程產(chǎn)生的污染物主要有：CO2、CO、SOx、NOx

、CH、煙、飛灰、金屬及其氧化物等。第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一2.3影響燃燒過程的主要因素空燃比：定義為單位質(zhì)量燃料燃燒所需的空氣質(zhì)量（1）空氣條件a.富燃料條件（貧氧）b.理論空氣條件c.貧燃料條件(富氧)第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一空燃比與污染物排放的關(guān)系思考題：貧燃料燃燒有哪些特點(diǎn)?圖6燃燒過程空燃比、峰值溫度與污染物排放的關(guān)系第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一（2）溫度條件表5燃料的著火點(diǎn)溫度第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一圖7燃燒過程空燃比、峰值溫度與污染物排放的關(guān)系（2）溫度條件第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一溫度條件小結(jié)：1.只有達(dá)到著火溫度，燃料才能燃燒2.燃燒過程的放熱速率高于周圍的散熱速率，才能使燃燒過程繼續(xù)進(jìn)行3.隨著燃燒峰值溫度增加，CO及燃燒的碳?xì)浠衔锖拷档?，NOx排放量增加，而SO2排放量基本不變。第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一（3）時間條件

時間條件即燃料在燃燒室中的停留時間。燃料在高溫區(qū)的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需要的時間。

（4）燃料與空氣的混合程度一般取決于空氣的湍流度。若混合不充分，部分燃料在富燃條件下燃燒，將產(chǎn)生較多未燃盡物質(zhì)。第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一完全燃燒需要的條件1.空氣條件：提供充足的空氣，但是空氣量過大，會降低爐溫，增加熱損失2.溫度條件：只有達(dá)到著火溫度，燃料才能燃燒，燃燒過程放熱速率高于散熱速率，燃燒才能持續(xù)3.時間條件：燃料在高溫的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需要的時間4.混合條件：燃料與氧應(yīng)充分混合第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一3.熱化學(xué)關(guān)系式發(fā)熱量發(fā)熱量的分類發(fā)熱量根據(jù)是否考慮水的狀態(tài)變化分成高位和低位兩種。圖8燃料的發(fā)熱量第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一3.1燃料設(shè)備的熱損失圖9燃料設(shè)備的熱損失第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一若已知燃料中氫和水的含量，低位發(fā)熱量可由高位發(fā)熱量減去水蒸氣的凝結(jié)熱而求得。若發(fā)熱量以kJ／kg表示，則

其中WH

和WW

分別表示燃料中氫和水分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。qL=qh–25（9WH+WW）水的汽化潛熱

第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一圖10空燃比對燃燒熱損失的影響第25頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1.排煙熱損失由排煙帶走的熱量造成，在燃燒過程熱損失中占的分額最大；2.不完全燃燒熱損失包括化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒，前者來自煙氣中殘余可燃?xì)怏w，后者來自灰中未燃盡的碳；小結(jié)：3.散熱損失來自鍋爐設(shè)備向周圍環(huán)境的散熱；4.實(shí)際混合條件下，總熱損失最小值出現(xiàn)在略靠近貧燃料側(cè)；第26頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一重點(diǎn)1.掌握