第三章 有害气体燃烧净化法2-热力燃烧的原理.

热力燃烧法
热力燃烧法是一种常用的燃烧分析方法，用于确定有机化合物的热值和元素含量。

该方法基于物质燃烧释放能量的原理，通过将待测物质完全燃烧，并测量所释放的热量来计算其热值。

同时，根据燃烧产物中的CO2和H2O含量，还可以推算出元
素含量。

热力燃烧法通常采用氧弹式燃烧装置，将待测物质与过量的氧气在高温下完全燃烧。

燃烧产生的热量被传递到水中，通过测量水温的升高来计算燃烧所释放的能量。

同时，燃烧产物中的CO2和H2O可以通过化学分析方法测量其质量，从而计算出
元素含量。

热力燃烧法可以用于测定各种有机物的热值和元素含量，包括燃料、化工产品、食品等。

它具有操作方便、准确可靠的特点，是燃烧分析领域中应用广泛的方法之一。

工业废气的净化处理方法：燃烧净化法燃烧净化法是利用工业废气中污染物可以燃烧氧化的特性，将其燃烧转变为无害物质的方法。

该法的主要化学反应是燃烧氧化，少数是热反应。

用燃烧法处理工业废气的方法有如下几种。

1.不需要辅助燃料，但需补充空气才可维持燃烧的废气或尘雾这种废气中可燃物成分超过爆炸上限，除非与空气混合，这种物质是非爆炸性的。

采用这种系统，废气无回火之忧，即火焰不会通过废气管线往回传播。

废气的燃烧需要充足的氧气，才能保证燃烧反应不断地、充分地进行下去。

因此为保证这类废气良好燃烧，充足的氧及与氧的良好混合是重要的，一般混合气中的含氧量应不低于15％。

没有充分燃烧的废气会产生—氧化碳或浓烟(未燃或未燃尽的碳粒)。

2 .既不需补充燃料又不需提供空气便可维持燃烧的废气这种废气处于可燃范围之内，易燃易爆，因而是极其危险的，火焰能从着火点通过输送废气的管道回火。

因而，处理这类废气，必须采取安全措施，防止回火。

由于上述两种方法均无需辅助燃料，因而又称为直接燃烧。

3. 不加辅助燃料就不能维持燃烧的工业废气或尘雾这种废气中往往含有燃烧所需的足够的空气。

这类废气通常被稀释到爆炸下限的25％以下后进行焚烧。

此类燃烧又称“热力燃烧”。

4 .让废气通过催化剂床层，使废气中可燃物发生氧化放热反应这种采用催化剂使废气中可燃物在较低温度下氧化分解的方法叫催化燃烧法。

它所需要的辅助燃料仅为热力燃烧的40％～60％。

1 .直接燃烧直接燃烧又称直接火焰燃烧，是用可燃有害废气当作燃料来燃烧的方法。

显然，能采用直接燃烧法来处理的废气应当是可燃组分含量较高，或燃烧氧化放出热量较高，能维持持续燃烧的气体混合物，上述第1、2种属于这种情况。

直接燃烧的设备可以是一般的炉、窑，也常采用火炬。

例如炼油厂氧化沥青生产的废气经冷却后，可送入生产用加热炉直接燃烧净化，并回收热量．又如溶剂厂的甲醛尾气经吸收处理后，仍含有甲醛0.75g·m－3，氢17％一18％，甲烷0.04％，也可送入锅炉直接燃烧。

工业废气的净化处理方法：燃烧净化法工业废气是指各种工业生产过程中产生的废气，其中包含大量的有害物质和污染物质，对环境和人类健康造成严重的威胁。

因此，对工业废气进行净化处理已成为一项紧迫的任务。

其中，燃烧净化法是较为常见和有效的处理方法之一。

燃烧净化法的基本原理燃烧净化法是将工业废气中的有害物质和污染物质在高温下燃烧，将其转化为二氧化碳、水和无害气体等物质，从而达到净化废气的效果。

其基本原理如下：1.高温条件下，有害物质和污染物质中的化学键被打断，进而发生氧化反应；2.燃烧产生的热量可以使废气中的水分蒸发，促进反应进程；3.燃烧过程中发生的化学反应可使其余的杂质物质发生变化，从而达到净化废气的目的。

燃烧净化法的优缺点燃烧净化法作为一种废气处理方法，具有以下优缺点。

优点1.燃烧净化法处理工业废气的效率较高，可以高效地将废气中的有害物质和污染物质转化为无害物质。

2.燃烧过程中可以达到高温，从而有助于废气中的水分蒸发，促进反应进程。

3.燃烧净化法处理工业废气的成本相对较低，需要的设备和技术也较为成熟。

缺点1.燃烧净化法处理工业废气产生的二氧化碳等物质也会对环境产生一定的影响，特别是对气候变化等方面可能会产生一定的负面影响。

2.高温的燃烧过程会对能源造成一定的影响。

3.相对于其他废气处理方法，燃烧净化法对一些物质的处理效果可能不佳。

燃烧净化法的应用情况燃烧净化法的应用范围非常广泛，特别是在一些高污染的工业行业和工厂中得到了广泛的应用，如化工、冶金、电子、印刷等行业。

具体而言，燃烧净化法可以用于以下几方面的废气处理。

印染工业印染工业在生产过程中会释放出大量的废气，其中包括各种有机物质以及染料等物质。

如果这些废气不加处理就直接排放到空气中，就会对环境和人类健康造成严重的威胁。

因此，印染工业需要通过燃烧净化法等方法对废气进行处理，才能达到环保要求。

化工工业化工行业在制造过程中会产生大量的有害物质和污染物质，如硫化氢、二氧化硫、氯气和氨气等物质，它们的处理是化工行业中的一个非常重要的环节。

燃烧净化法名词解释燃烧净化法名词解释：fire purification method：是指采用高温火焰来氧化某些有机污染物，使之转变为无害的燃烧产物和少量的气体，以去除废物的一种方法。

高温火焰氧化处理法有二段燃烧、多段燃烧等。

所谓二段燃烧，就是将有机废物在燃烧前先经过干燥、焚烧和破碎，以便于与火焰接触。

第二段燃烧的温度较低，氧化速率也较慢，一般可达800～1200 ℃。

所谓多段燃烧，即在二段燃烧后再加上高温燃烧，也就是利用火焰在燃烧室内充分地混合和传播，以得到更高的氧化效果。

多段燃烧法是先经过干燥、焚烧，然后将废物加热至250～600 ℃，使有机物裂解、焚烧。

燃烧炉中所生成的热量一部分被废物吸收，另一部分被燃烧空气带走，从而减少了废物的含水量。

同时燃烧还产生大量的氧化剂如水蒸汽和二氧化碳，起到了脱水和降温作用。

燃烧法可处理的有机物种类很多，如烃类、卤代烷、醛类、酮类、酸类、酚类、醛类、醚类、内酯类、醇类、酯类、胺类、腈类、有机磷、杂环类、杂环酮类、脂肪酸及其盐类、香精油等均可通过燃烧法予以处理。

燃烧净化法是将废物置于燃烧炉中，用氧将有机物氧化为二氧化碳和水。

当炉子燃烧时，放出的热量可将废物中的水分汽化带走，这样能减轻废物的腐蚀性，提高燃烧的完全程度。

氧化反应生成的二氧化碳进入大气层，由于此法需要消耗大量能量，因而难以推广使用。

此外，这种方法对炉内结构、烟道材料都有一定的要求。

它不适宜处理废物的成分及形态复杂、含有挥发性物质、粘稠性废物、流动性差、有毒性或腐蚀性的废物。

例如：处理农药废物，一般以回收原药为目的，废物呈颗粒状、片状或粉末状，熔点较高，密度较小，焚烧时不易熔融，还要防止爆炸;处理感光废物，往往含有易燃物质或多氯联苯，焚烧时极易着火或爆炸。

在生活垃圾中含有大量的氮、硫和氯等元素，它们遇到高温时会分解，释放出有害的气体。

这种方法比较简单实用，而且还可以回收资源。

在我国城市生活垃圾中，含有很多的糖类和油脂，所以经过燃烧法处理后，这些糖类可以制造糖浆或肥皂，油脂可以作为燃料使用。

燃烧反应的原理燃烧是一种常见的氧化反应，其原理可以通过以下几个方面来解释。

首先，燃烧反应需要三要素，即燃料、氧气和着火源。

燃料可以是固体、液体或气体，常见的包括木材、石油、天然气等。

氧气是燃烧反应中的氧化剂，它能够与燃料发生化学反应，提供氧原子使得燃料能够被燃烧。

着火源则提供活化能，使得燃料能够起火。

其次，燃烧反应是一种氧化反应，即燃料与氧气之间的电子转移。

在燃料燃烧的过程中，氧气分子中的氧原子与燃料分子中的碳、氢等元素发生氧化反应，形成二氧化碳、水等产物。

例如，木材燃烧时，木材中的碳与氧气反应生成二氧化碳，木材中的氢与氧气反应生成水。

这些氧化反应中，氧气的氧化态由0变为-2，而燃料中的元素氧化态从正数变为0。

此外，燃烧反应也是一种放热反应。

在燃烧过程中，燃料的化学能被释放出来，形成热能。

这是因为在燃烧反应中，化学键断裂和形成的过程是放热的，使得反应系统的焓减少，从而释放出热能。

这也是燃烧反应伴随着火焰和热量释放的原因。

另外，燃烧反应还需要满足一定的反应条件，包括适当的温度、氧气浓度和着火源等。

这是因为燃烧反应是一个自由基链反应过程。

首先，燃料的分子在适当温度下被活化，析出燃烧初级自由基。

然后，初级自由基与氧气发生反应，生成次级自由基，并释放出热量。

这个过程反复进行直到反应停止。

在火焰中，燃料的分子通过与次级自由基、氧分子以及其他反应物发生反应，逐渐燃烧生成产物。

最后，燃烧反应对环境和生活具有重要影响。

燃烧反应能够提供热能和光能，广泛应用于供热、照明、能源等方面。

然而，燃烧反应同时也会产生大量的烟尘、有害气体和温室气体，对大气环境造成污染，并可能导致气候变化。

因此，在燃烧过程中需要控制燃料的燃烧条件和选择更环保的能源。

此外，燃烧反应也经常与防火安全相关，需要加强火灾预防和扑救措施，以保护人身和财产的安全。

总的来说，燃烧反应是一种氧化反应，其原理涉及了燃料、氧气、着火源以及反应条件等多个方面。

通过燃烧反应，燃料的化学能被释放出来形成热能，并产生燃烧产物。

第二节热力燃烧的原理热力燃烧一般用于处理废气中含可燃组分浓度较低的情况。

它和直接燃烧的区别就在于直接燃烧的废气由于本身含有较高浓度的可燃组分，它可以直接在空气中燃烧。

热力燃烧则不同，废气中可燃组分的浓度很低，燃烧过程中所放出的热量不足以满足燃烧过程所需的热量。

因此，废气本身不能作为燃料，只能作为辅助燃料燃烧过程中的助燃气体，在辅助燃料燃烧的过程中，将废气中的可燃组分销毁。

与直接燃烧相比，热力燃烧所需要的温度一般较低，通常为540～820℃。

一、热力燃烧的基本理论(一)火焰传播理论在热力燃烧过程中，一般认为，只有燃烧室的温度维持在760～820℃，驻留时间为0．5s时，有机物的燃烧才能比较完全。

而达到这个温度范围是依靠火焰传播过程来实现的。

火焰传播的理论分为两大类。

1．热传播理论这类理论认为：火焰传播是依靠燃烧时所放出的热量加热周围的气体，使其达到燃烧所需要的温度而实现的。

因此，能否实现火焰传播主要与三个方面的因素有关：①混合气体中的含氧量；②混合气体中含有可燃组分的浓度；③辅助燃料燃烧过程中所放出的热量。

当燃烧过程中放出的热量不足以使周围的气体达到燃烧所需要的温度，火焰自然不能向外传播；当助燃废气中的含氧量不足，燃烧过程难以进行，火焰也不能传播出去。

例如：丙烷气体在空气当中很容易燃烧，但在氧和氮各占12％和88％的气体中，丙烷燃烧非常困难。

此外，混合气体中可燃组分的浓度与火焰能否传播有着紧密的联系。

浓度过低，燃烧过程不能实现；浓度过高时，由于没有足够的氧而使得废气不能在正常的着火温度下产生燃烧反应，因而火焰也得不到传播。

人们将这种能够维持火焰传播的浓度范围称为爆炸极限。

使用燃烧法处理各种有机废气的过程中，爆炸极限的范围是至关重要的。

2．自由基连锁反应理论该种理论认为：在燃烧室中，火焰之所以能够进行很快的氧化反应，就是因为火焰中存在着大量活性很大的自由基。

由于自由基是具有不饱和价的自由原子或原子团，极易同其他的原子或自由基发生连续的连锁反应，而使得火焰得以传播。