第二章-燃烧与大气污染.pptx

1第一节第一节 燃料的性质燃料的性质燃料的分类燃料的分类 按获得方法分按获得方法分 按物态分按物态分 天然燃料天然燃料 人工燃料人工燃料 固体燃料固体燃料 木柴、煤、油页岩木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等木炭、焦炭、煤粉等 液体燃料液体燃料 石油石油 汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、重油重油 气体燃料气体燃料 天然气天然气 高炉煤气、发生炉煤高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气气、焦炉煤气 燃料的定义：燃料的定义：指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染2一、煤煤煤定定义义：是是一一种种复复杂杂的的物物质质聚聚集集体体。主主要要可可燃燃成成分分是是C C、H H及少量及少量O O2 2、N N2 2、S S等一起构成的有机聚合物。等一起构成的有机聚合物。性性质质：煤煤中中有有机机成成分分和和无无机机成成分分的的含含量量因因种种类类、产产地不同而异。地不同而异。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染3第十章第十章 能源与环境能源与环境一一.煤煤全球煤储量俄罗斯最多，占全球煤储量俄罗斯最多，占43.5%43.5%。煤层最煤层最厚的是加拿大的加合特河煤矿，总厚度厚的是加拿大的加合特河煤矿，总厚度300 m300 m。世。世界最大的煤矿在南极。界最大的煤矿在南极。我国的煤炭储量为我国的煤炭储量为1.41.4万亿吨，山西、内蒙储万亿吨，山西、内蒙储量最大。煤层最厚的是辽宁的抚顺煤矿，厚度为量最大。煤层最厚的是辽宁的抚顺煤矿，厚度为120 m120 m。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染41.1.煤的分类煤的分类不不同同种种类类的的植植物物及及其其不不同同的的腐腐烂烂程程度度，形形成成不不同同成成分分的的煤煤。煤煤化化过过程程分分阶阶段段发发生生，并并形形成成各各种种各各样样的的煤煤。按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。（1 1）褐褐煤煤：褐褐煤煤是是最最低低品品味味的的煤煤，是是由由泥泥煤煤形形成成的的初初始始煤煤化化物物，形形成成年年代代最最短短。呈呈黑黑色色、褐褐色色、泥泥土土色色，象木材结构。象木材结构。特特点点：水水分分含含量量高高，呈呈现现出出粘粘结结状状及及带带状状；燃燃烧热值低。烧热值低。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染5（2 2）烟烟煤煤：形形成成历历史史较较褐褐煤煤长长。黑黑色色，外外形形有有可可见条纹。见条纹。挥挥发发分分含含量量20%20%45%45%，碳碳含含量量 75%75%90%90%。成成焦焦性性较较强强，氧氧含含量量低低，水水分分及及灰灰分分含含量量不不高高，适适宜宜工工业业使使用用。在空气中，比褐煤更能抵抗风化。在空气中，比褐煤更能抵抗风化。（3 3）无无烟烟煤煤：碳碳含含量量最最高高，煤煤化化时时间间最最长长的的煤煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。具有明显的黑色光泽，机械强度高。C C碳碳含含量量93%,93%,无无机机物物量量10%,11。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染34二二.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量 2.2.空气过剩系数空气过剩系数 值的大小取决于燃料种类、燃烧装置以及燃烧值的大小取决于燃料种类、燃烧装置以及燃烧条件等因素。条件等因素。35二二.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量3 3空燃比（空燃比（AFAF）定定义义：单单位位质质量量燃燃料料燃燃烧烧所所需需的的空空气气质质量量，它它可可由由燃烧方程直接求得。燃烧方程直接求得。例如，甲烷在理想空气量下的完全燃烧：例如，甲烷在理想空气量下的完全燃烧：CHCH4 42O2O2 27.56N7.56N2 2COCO2 27.56N7.56N2 2空燃比：空燃比：AF=232AF=2327.5628/116=17.27.5628/116=17.2汽汽油油（C C8 8H H1818）的的理理论论空空燃燃比比为为1515，纯纯碳碳的的理理论论空空燃比约为燃比约为11.511.5第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染36三三.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：CO2 2、CO、SOx、NOx、CH、烟、飞灰、金属及其氧烟、飞灰、金属及其氧化物、金属盐类、醛、酮和稠环碳氢化合物等。化物、金属盐类、醛、酮和稠环碳氢化合物等。温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染37三三.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物燃烧产物与温度的关系：燃烧产物与温度的关系：38 三三.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物燃料种类对燃烧产物的影响燃料种类对燃烧产物的影响39例例：某某燃燃烧烧装装置置以以重重油油作作燃燃料料，重重油油成成分分分分析析结结果果如如下下（按按质质量量）C C：88.3%88.3%，H H：9.5%,S9.5%,S：1.6%1.6%，灰灰分：分：0.10%0.10%。试确定燃烧。试确定燃烧1kg1kg重油所需的理论空气量。重油所需的理论空气量。解：以解：以1kg1kg重油燃烧为基础，则：重油燃烧为基础，则：重量（重量（g g）摩尔数（摩尔数（molmol）需氧数（需氧数（molmol）C C88388373.5873.5873.5873.58H H9595959523.7523.75S S 16160.50.50.50.5H H2 2O O 0.50.50.02780.02780 040理论需氧量为：理论需氧量为：73.58+23.75+0.5=97.83 mol/kg73.58+23.75+0.5=97.83 mol/kg重油重油假定空气中假定空气中N N2 2与与O O2 2的摩尔比为的摩尔比为3.78(3.78(体积比体积比)则，理论空气量为：则，理论空气量为：97.8397.83(3.78+1)=467.63(3.78+1)=467.63 mol/kg mol/kg重油重油即即:Nm:Nm3 3/kg/kg重油重油二二.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染41四四.热化学关系式热化学关系式1.1.发热量：发热量：单单位位燃燃料料完完全全燃燃烧烧时时，所所放放出出的的热热量量，即即在在反反应应物物开开始始状状态态和和反反应应产产物物终终了了状状态态相相同同条条件件下下的的热热量量变变化（化（kJ/kg or kJ/mkJ/kg or kJ/m3 3 ）高位发热量：包括燃料生成物中水蒸气的汽化潜热高位发热量：包括燃料生成物中水蒸气的汽化潜热低低位位发发热热量量：燃燃烧烧产产物物中中的的水水蒸蒸气气仍仍以以气气态态存存在在时时，完全燃烧过程所释放的热量完全燃烧过程所释放的热量大都以低位发热量计算燃料的发热量。大都以低位发热量计算燃料的发热量。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染42四四.热化学关系式热化学关系式2.2.燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失排烟热损失排烟热损失不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失散热损失散热损失在在充充分分混混合合的的条条件件下下，热热损损失失在在理理论论空空气气量量条条件件下下最低。最低。不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧。不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染43 四四.热化学关系式热化学关系式3.3.燃烧热损失与空燃比的关系燃烧热损失与空燃比的关系44第三节第三节 烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算一烟气体积计算一烟气体积计算.理论烟气体积理论烟气体积在在理理论论空空气气量量下下，燃燃料料完完全全燃燃烧烧所所生生成成的的烟烟气气体体积积称称为为理理论论烟烟气气体体积积。以以V Vfgfg0 0表表示示，烟烟气气成成分分主要是主要是COCO2 2、SOSO2 2、N N2 2和水蒸气。和水蒸气。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染45第三节第三节 烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算一烟气体积计算一烟气体积计算.理论烟气体积理论烟气体积干烟气干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。：包括水蒸气在内的烟气。V Vfgfg0 0=V=V干烟气干烟气+V+V水蒸气水蒸气V V理理论论水水蒸蒸气气=V V燃燃料料中中氢氢燃燃烧烧后后的的水水蒸蒸气气+V+V燃燃料料中中所所含含的的水水蒸蒸气气 +V+V由供给理论空气量带入的水蒸气由供给理论空气量带入的水蒸气第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染462.2.烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正燃烧产生的烟气需换算成标准状态下的体积。燃烧产生的烟气需换算成标准状态下的体积。大多数烟气可视为理想气体，可应用理想气体状态方程。大多数烟气可视为理想气体，可应用理想气体状态方程。设观测状态下（设观测状态下（T Ts s、P Ps s）：烟气的体积为）：烟气的体积为V Vs s，密度为，密度为s s。标态下（标态下（T Tn n、P Pn n）：）：烟气的体积为烟气的体积为V Vn n，密度为，密度为n n。标态下体积为：标态下体积为：标态下密度为：标态下密度为：第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染473.3.过剩空气较正过剩空气较正实实际际燃燃烧烧过过程程是是有有过过剩剩空空气气的的，燃燃烧烧过过程程中中的的实实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。用用奥奥氏氏烟烟气气分分析析仪仪测测定定烟烟气气中中的的COCO2 2、O O2 2和和COCO的的含含量量，可可以以确确定定燃燃烧烧设设备备在在运运行行中中的的烟烟气气成成分分和和空空气气过过剩系数。剩系数。空气过剩系数为：空气过剩系数为：=a-a-过剩空气中过剩空气中O O2 2的过剩的过剩molmol数数第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染48设设空空气气中中O O2 2、N N2 2分分别别为为21%21%、79%79%，则则空空气气中中总总氧氧为为0.264（N N2P2P）理论需氧量：理论需氧量：0.264 0.264（N N2P2P）-（O O2P2P）所以（燃烧完全时）所以（燃烧完全时）若若燃燃烧烧不不完完全全会会产产生生COCO，须须校校正正。即即从从测测得得的的过过剩剩氧氧中中减减去去COCO氧化为氧化为COCO2 2所需的所需的O O2 2 此时此时 若燃烧是完全的，过剩空气中的若燃烧是完全的，过剩空气中的O O仅能够以仅能够以O O2 2形式存在，假定形式存在，假定燃烧产物以下标燃烧产物以下标p p表示：表示：实际烟气体积实际烟气体积 V Vfgfg=V=Vfgfg0 0 +(+(-1)V-1)Va a第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染49二二.污染物排放量计算污染物排放量计算方法：方法：根据实测的污染物浓度和排烟量计算根据实测的污染物浓度和排烟量计算根据燃烧设备的排污系数、燃料组成和燃烧状根据燃烧设备的排污系数、燃料组成和燃烧状况预测烟气量和污染物浓度况预测烟气量和污染物浓度第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染50二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算例例2-4 2-4 对例对例2-32-3给定的重油，若燃料中硫转化为给定的重油，若燃料中硫转化为SOSOX X（其中（其中SOSO2 2占占97%97%），试计算空气过剩系数），试计算空气过剩系数=1.20=1.20时时烟气中烟气中SOSO2 2及及SOSO3 3的浓度，以的浓度，以1010-6-6表示，并计算此时烟气表示，并计算此时烟气中中COCO2 2的含量，以体积百分比表示。的含量，以体积百分比表示。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染51二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算解：由例解：由例1 1可知，理论空气量条件下烟气组成为：可知，理论空气量条件下烟气组成为：CO CO2 2：73.58 H73.58 H2 2O O：47.5+0.027847.5+0.0278 SO SOX X：0.5 N0.5 NX X：97.83 97.833.783.78理论烟气量：理论烟气量：73.58+0.5+(47.5+0.0278)+(73.58+0.5+(47.5+0.0278)+(97.833.78)=491.4mol/kg97.833.78)=491.4mol/kg重油重油即即 491.4mol/kg491.4mol/kg=11.01m11.01m3 3/kg/kg重油重油空气过剩系数空气过剩系数=1.2=1.2时，实际烟气量为：时，实际烟气量为：11.01+10.470.2=13.10m11.01+10.470.2=13.10mn n3 3/kg/kg其其中中10.4310.43为为理理论论空空气气量量，即即1 1KgKg重重油油完完全全燃燃烧烧所所需需理理论论空空气量。气量。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染52二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算烟气中烟气中SOSO2 2的体积为的体积为 烟气中烟气中SOSO3 3的体积为的体积为 所以，烟气中所以，烟气中SOSO2 2、SOSO3 3的浓度分别为的浓度分别为：第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染53二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算当当=1.2=1.2时，干烟气量为：时，干烟气量为：COCO2 2体积为：体积为：所以干烟气中所以干烟气中COCO2 2的含量（以体积计）为：的含量（以体积计）为：第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染54二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算例例2-52-5：已已知知某某电电厂厂烟烟气气温温度度为为473473K K，压压力力为为96.9396.93Kpa,Kpa,湿湿烟烟气气量量Q=10400mQ=10400m3 3/min/min，含含水水汽汽6.25%6.25%（体体积积），奥奥萨萨特特仪仪分分析析结结果果是是：(CO(CO2 2)占占10.7%10.7%，(O(O2 2)占占8.2%8.2%，不含不含COCO，污染物排放的质量流量为污染物排放的质量流量为22.722.7Kg/minKg/min。（1 1）污染物排放的质量速率（以污染物排放的质量速率（以t/dt/d表示）表示）（2 2）污染物在烟气中浓度污染物在烟气中浓度（3 3）烟气中空气过剩系数烟气中空气过剩系数（4 4）校正至）校正至=1.4=1.4时污染物在烟气中的浓度。时污染物在烟气中的浓度。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染55解：（解：（1 1）污染物排放的质量流量为：）污染物排放的质量流量为：（2 2）测定条件下的干空气量为：）测定条件下的干空气量为：测定状态下干烟气中污染物的浓度：测定状态下干烟气中污染物的浓度：标态下的浓度：标态下的浓度：第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染56 （3 3）空气过剩系数：）空气过剩系数：（4 4）校正至）校正至=1.4=1.4条件下的浓度：条件下的浓度：第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染57第四节第四节 燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成 一、燃料中硫的氧化机理一、燃料中硫的氧化机理 1.1.燃料中硫的氧化燃料中硫的氧化 煤受热后，在热解释放挥发分的同时，煤中的有机煤受热后，在热解释放挥发分的同时，煤中的有机硫和无机硫也挥发出来。在遇到氧气时，全部被氧化成硫和无机硫也挥发出来。在遇到氧气时，全部被氧化成SOSO2 2和少量和少量SOSO3 3。含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染58 2.H2.H2 2S S的氧化的氧化 H H2 2S S的氧化过程分三个阶段，大部分的氧化过程分三个阶段，大部分H H2 2S S被消耗掉，被消耗掉，其燃烧产物是其燃烧产物是SOSO2 2和和H H2 2O O。3 3、CSCS2 2和和COSCOS的氧化的氧化 CSCS2 2易燃，易燃，COSCOS是火焰中的一种中间体。是火焰中的一种中间体。COSCOS的可燃的可燃性较性较CSCS2 2差。两种物质燃烧的最终产物也都是差。两种物质燃烧的最终产物也都是SOSO2 2。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染59 4 4、元素硫的氧化、元素硫的氧化 所有硫化物的火焰中都曾发现元素硫，通常呈原所有硫化物的火焰中都曾发现元素硫，通常呈原子态或二聚硫子态或二聚硫S S2 2。纯硫氧化的特点在于生成的。纯硫氧化的特点在于生成的SOSO3 3所占所占SOSOx的百分比较通常情况要高得多（约的百分比较通常情况要高得多（约20%20%）。）。5 5、有机硫化物的氧化、有机硫化物的氧化 燃料中的有机硫，其燃烧产物均为燃料中的有机硫，其燃烧产物均为SOSO2 2。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染60二、二、SOSO2 2和和SOSO3 3之间的转化之间的转化低浓度的低浓度的SO3SO3通过下述反应产生于燃烧过程中：通过下述反应产生于燃烧过程中：SOSO2 2+O+M+O+M SOSO3 3+M+M其中其中M M是第三体，起吸收能量的作用。是第三体，起吸收能量的作用。在富燃料条件下，在富燃料条件下，SOSO2 2 向向SOSO3 3的转化基本上被抑制。的转化基本上被抑制。在贫燃料时的碳氢化合物火焰区的在贫燃料时的碳氢化合物火焰区的SOSO3 3浓度超过平衡浓度超过平衡值。当气体冷却时，值。当气体冷却时，SOSO3 3 的浓度只略有降低。的浓度只略有降低。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染61二、二、SOSO2 2和和SOSO3 3之间的转化之间的转化在有些燃烧设备中，烟气离开炉膛进入低温受热面，在有些燃烧设备中，烟气离开炉膛进入低温受热面，虽然烟气温度降低，但虽然烟气温度降低，但SOSO3 3的生成量将不断增加，主要是的生成量将不断增加，主要是受热面积和金属氧化物的催化作用的结果。受热面积和金属氧化物的催化作用的结果。在富含钒的燃料油燃烧烟气中，在富含钒的燃料油燃烧烟气中，SOSO3 3 的产生量高达的产生量高达30%30%。受热面的积灰也能促进这种催化作用。受热面的积灰也能促进这种催化作用。燃料燃烧后燃气中含有部分水蒸气。这些水分和生燃料燃烧后燃气中含有部分水蒸气。这些水分和生成的成的SOSO3 3化合生成化合生成H H2 2SOSO4 4蒸气。蒸气。在特殊环境中，硫与无机组分的反应可以将硫固定在特殊环境中，硫与无机组分的反应可以将硫固定在固相中。在固相中。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染62SO3的转化率的转化率/%二二.SO.SO2 2和和SOSO3 3之间的转化之间的转化第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染63第五节第五节 燃烧过程中颗粒污染物的形成燃烧过程中颗粒污染物的形成 一一、碳粒子的生成、碳粒子的生成燃烧过程中会生成一些主要成分为碳的粒子。通常燃烧过程中会生成一些主要成分为碳的粒子。通常由气相反应生成积炭，由液态烃燃料高温分解产由气相反应生成积炭，由液态烃燃料高温分解产生的粒子都是结焦或煤胞。生的粒子都是结焦或煤胞。1、积炭的生成积炭的生成燃料的分子结构是影响积炭的主导因素燃料的分子结构是影响积炭的主导因素积炭的生成与火焰的结构有关积炭的生成与火焰的结构有关提高氧气量可以防止积炭生成提高氧气量可以防止积炭生成压力越低则积炭的生成趋势越小压力越低则积炭的生成趋势越小第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染64 一、碳粒子的生成一、碳粒子的生成2 2、石油焦和煤胞的生成石油焦和煤胞的生成燃料油雾滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发燃料油雾滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相裂化和高温分解，出现结焦。生液相裂化和高温分解，出现结焦。多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。焦粒生成反应的顺序：烷烃焦粒生成反应的顺序：烷烃 烯烃烯烃 带支链芳烃带支链芳烃 凝聚环系凝聚环系 沥青沥青 半园体沥青半园体沥青 沥青焦沥青焦 焦炭焦炭 第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染65二二.燃煤烟尘的形成燃煤烟尘的形成烟尘烟尘：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：黑烟：未燃尽的碳粒黑烟：未燃尽的碳粒飞灰：不可燃矿物质微粒飞灰：不可燃矿物质微粒煤粉燃烧过程煤粉燃烧过程碳表面的燃烧产物为碳表面的燃烧产物为COCO，它扩散离开表面并与，它扩散离开表面并与O O2 2反应反应生成生成COCO2 2，然后，然后COCO2 2在两个方向上向着表面和离开表面在两个方向上向着表面和离开表面扩散。当扩散。当COCO2 2到达碳表面时，通过：到达碳表面时，通过：COCO2 2+C 2CO+C 2CO碳主要消耗在使碳主要消耗在使COCO2 2还原成还原成COCO上。上。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染66二二.燃煤烟尘的形成燃煤烟尘的形成煤粉燃烧过程煤粉燃烧过程理论上碳与氧的摩尔比近理论上碳与氧的摩尔比近1.01.0时最易形成黑烟时最易形成黑烟在预混火焰中，在预混火焰中，C/OC/O大约为大约为0.50.5时最易形成黑烟时最易形成黑烟易燃烧又少出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤易燃烧又少出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤 焦炭焦炭 褐煤褐煤 低挥发分烟煤低挥发分烟煤 高灰发分烟煤高灰发分烟煤碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓度等有关氧气浓度等有关第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染67二二.燃煤烟尘的形成燃煤烟尘的形成影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素煤质煤质燃烧方式燃烧方式烟气流速烟气流速炉排和炉膛的热负荷炉排和炉膛的热负荷锅炉运行负荷锅炉运行负荷锅炉结构锅炉结构第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染68二二.燃煤烟尘的形成燃煤烟尘的形成几种燃烧方式的烟尘百分比几种燃烧方式的烟尘百分比69二二.燃煤烟尘的形成燃煤烟尘的形成几种燃烧方式的烟尘颗粒概况几种燃烧方式的烟尘颗粒概况70第六节第六节 燃烧过程中其它污染物的形成燃烧过程中其它污染物的形成 一一.有机污染物的形成有机污染物的形成形成历程形成历程1.1.链烃分子氧化脱氢形成乙烯和乙炔链烃分子氧化脱氢形成乙烯和乙炔2.2.延长乙炔的链形成各种不饱和基延长乙炔的链形成各种不饱和基3.3.不饱和基进一步脱氢形成聚乙炔不饱和基进一步脱氢形成聚乙炔4.4.不饱和基通过环化反应形成不饱和基通过环化反应形成C C6 6C C2 2型芳香族化型芳香族化合物合物5.5.C C6 6C C2 2基逐步合成为多环有机物基逐步合成为多环有机物第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染71一一.有机污染物的形成有机污染物的形成比较活泼的碳氢化合物可能是产生光化学烟雾比较活泼的碳氢化合物可能是产生光化学烟雾的直接原因的直接原因碳氢化合物的产生量与燃料组成密切相关碳氢化合物的产生量与燃料组成密切相关燃料中高分子碳氢化合物浓度与燃料中高分子碳氢化合物浓度与POMPOM排放水平具排放水平具有相关性有相关性燃料与空气的充分混合可降低有机物的含量，燃料与空气的充分混合可降低有机物的含量，但不利于但不利于NONOx x的控制的控制同时减少同时减少CHCH和和NONOx x的排放需要仔细控制混合的型的排放需要仔细控制混合的型式、温度水平和整个系统的停留时间式、温度水平和整个系统的停留时间第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染72二二.CO.CO的形成的形成COCO是所有大气污染物中量最大、分布最广的一种是所有大气污染物中量最大、分布最广的一种COCO的全球排放量为的全球排放量为20010200106 6t/at/a燃料中的碳都先形成燃料中的碳都先形成COCO，然后进一步氧化，然后进一步氧化在火焰温度下有足够的氧并且停留时间足够长，可以在火焰温度下有足够的氧并且停留时间足够长，可以降低降低COCO含量。含量。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染732.CO2.CO的形成的形成74三三.汞的形成与排放汞的形成与排放汞的挥发性很强，对人体健康的危害包括肾功能损汞的挥发性很强，对人体健康的危害包括肾功能损伤和神经系统受到影响。进入水体的汞经甲基化后，易伤和神经系统受到影响。进入水体的汞经甲基化后，易累积在鱼类和以食鱼动物为主的食物链中，然后进入人累积在鱼类和以食鱼动物为主的食物链中，然后进入人的消化系统。的消化系统。黄铁矿是煤中最普遍的汞载体。汞也以硒化物的形黄铁矿是煤中最普遍的汞载体。汞也以硒化物的形式存在，或者以有机汞的形式存在。式存在，或者以有机汞的形式存在。燃煤烟气中汞的形态有三种：与颗粒物结合的汞、燃煤烟气中汞的形态有三种：与颗粒物结合的汞、单质汞和二价的气态汞。单质汞和二价的气态汞。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染75三三.汞的形成与排放汞的形成与排放煤中汞的析出率与燃烧条件有关。当在燃料中添煤中汞的析出率与燃烧条件有关。当在燃料中添加石灰石时，在飞灰和灰渣中的汞的比例明显增加。加石灰石时，在飞灰和灰渣中的汞的比例明显增加。1995年中国全国煤炭中平均汞含量为年中国全国煤炭中平均汞含量为0.22mg/kg。初步估算，。初步估算，2003年中国人为源大气汞排放为年中国人为源大气汞排放为696吨，吨，约占全球人为排放量的约占全球人为排放量的1/3。煤炭燃烧和有色金属冶炼。煤炭燃烧和有色金属冶炼是最主要的人为汞排放源，分别占是最主要的人为汞排放源，分别占41%和和40%。第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染