大气污染控制技术模块二 燃烧与大气污染物生成 2.ppt

燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。完全燃烧产物主要为二氧化碳和水蒸气；不完全燃烧会生产黑烟、一氧化碳和其他氧化物；若燃料含硫和氮，则生成SO2和NO；如果温度较高，空气中的部分氮会被氧化成NOx。2.2燃烧过程及燃烧计算1燃烧过程及燃烧产物2.2.1影响燃烧过程的主要因素（1）足够量的空气（2）足够高的燃料温度（3）燃料与氧气在炉膛高温区停留足够的时间（4）燃料和空气的充分混合2燃料完全燃烧的条件“三T“因素：温度、时间、湍流假设：（1）空气仅氮和氧构成，且体积比为79.1/20.9=3.78（2）燃料中的固态氧可用于燃烧。（3）燃料中硫主要被氧化为SO2。（4）燃烧过程中的NOx忽略。（5）煤炭中的碳和氢完全燃烧生成CO2和H2O。理论空气量完全燃料单位质量或单位体积的燃烧理论所需要的空气量称为理论空气量,Va02.2.2燃烧计算1燃烧需要空气量的计算燃料的化学式为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数可得燃料与空气中氧完全燃烧的化学反应方程式则理论空气量：在空气中，O2占21%，因此燃烧1kg重油所需要的理论空气量在标准状态下为：空气过剩系数在实际的燃料燃烧过程中，为了使燃料能够完全燃烧，必须提供过量的空气。超出理论空气量的空气称为过剩空气。实际供给的空气量(Va)与理论空气量(Va0)的比值称为空气过剩系数。α=Va/Va0α的值一般根据经验选择，也可实测或根据燃烧组分分析求出。一般控制在1.15-1.25为宜空燃比（AF）单位质量燃料完全燃烧所需要的空气质量,可由燃烧方程直接求得见例题【例2-2】某一燃烧装置用重油作燃料，其燃用油成分如下：C：88.3%，H：9.5%，S：1.6%,H2O：0.5%，灰份：0.10%。试求空燃比。解:由【例2-1】可知,燃烧1kg重油所需要理论O2的质量是:97.83×32×10-3=3.13(kg)而N2的质量为:于是空燃比为:练习题：1、煤的元素分析结果：C65.7%,S1.7%,O2.3%,灰分21.3%，水分9.0%，试计算燃烧1kg煤所需的理论空气量及空气过剩系数为1.2条件下的实际空气量。2燃烧产生的烟气体积计算（1）理论烟气量（体积）理论烟气量是指在供给理论空气量（α=1）的条件下，燃料完全燃烧时所产生的烟气量。烟气的主要成分是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。理论烟气体积等于干烟气的体积和水蒸气体积之和。(2)烟气的体积和密度换算燃烧过程的温度和压力一般是在高于标准状态（273.15K、1.013×105Pa）下进行的，在进行烟气体积和密度计算时，为了便于比较应换算成标准状态。大多数烟气可视为理想气体，因此可以用理想气体的有关方程式进行换算。(3)实际烟气体积实际燃烧过程中空气是有剩余的,所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气体积之和。【例2-3】若已知排烟过程中测量的温度是150℃，气压是9.8×104Pa，试计算燃烧含C：87%，H：12%，S：1%的1Kg重油所生成的理论烟气量。解：计算1Kg重油燃烧生成物的量及理论需要氧气的量：可燃成分名称可燃成分含量/（%）可燃成分的量/（mol）理论需氧量/(mol)生成物的量/（mol）C8772.572.572.5H121203060S10.310.310.31合计100192.8102.8132.8计算理论空气中N2的量：计算理论烟气量：假设气体符合理想气体状态方程，则燃烧1kg重油所生成的理论烟气在标准状态下的体积为：Vn=（386.7+132.8）×22.4×10-3=11.64(m3)则理论烟气量为:【例2-4】某一燃烧装置用重油作燃料，其燃用油成分如下：C：88.3%，H：9.5%，S：1.6%,H2O：0.5%，灰份：0.10%。燃料中的硫全部转化为SO2和SO3（SO2占有97%）。①若空气过剩系数α=1.2,试求燃烧1kg重油的实际烟气量。②若空气过剩系数α=1.2,求烟气中SO2及SO3