第二章 燃烧与大气污染01

灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污
染和出渣量
煤中硫的形态
•
有机硫（CxHySz） 硫化物硫（FeS2） 煤中硫 无机硫元素硫（S） 硫酸盐硫（MeSO ） 4
低硫煤中主要是有机硫，约为无机硫的8倍； 高硫煤中主要为无机硫，约为有机硫的3倍
3、煤的成分表 6.43 = 0.057
• The normalized molar composition:CH0.808N0.013S0.013O0.057
100 g M 15 . 55 g / mol ( 碳 ) f 6 . 43 mol ( 碳 )
§2-2燃料燃烧过程
2.1.2燃料的化学组成
2.1.2燃料的化学组成
2.1.3煤的分类和组成
• 1、煤的基本分类
• 2、煤的成分分析及分析方式 • 3、煤的成分表示方法
1、煤的基本分类
• 褐煤 最低品味的煤，形成年代最短，热值较低
• 烟煤
形成年代较褐煤长，碳含量75%~90％。成焦性
较强，适宜工业一般应用
• 无烟煤
度。各种燃料的着火温度见表2-4。P38
• 时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧
所需时间 • 燃料与空气的混合条件（Turbulence）：燃料与氧充分混合
2.2.2燃料燃烧的理论空气量
• 1、建立燃烧方程式的假定： 空气组成 20.9%O2和79.1%N2，两者体积比为：N2/ O2 = 3.78 燃料中固定氧可用于燃烧 燃料中硫主要被氧化为 SO2 不考虑NOX的生成，燃料中的N在燃烧时转化为N2 燃料的化学式为CxHySzOw
煤的成分的表示方法及其组成的相互关系
2.1.4燃料组成的表示方法:CxHySzOwNv

大气污染控制工程课后作业习题解答第一章 概 论1.1 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。

质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。

1.2 解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。

按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。

故三种污染物体积百分数分别为： SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。

1.3 解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=--c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。

2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg1.4 解：每小时沉积量200×（500×15×60×10－6）×0.12g μ=10.8g μ1.5 解：由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=2102369.0105.19102.22102422=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb ， COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ1.6 解：含氧总量为mL 960100204800=⨯。

煤的工业分析与元素分析成分的关系
A
C
S
N
O
H
M
元素分析
A
FC
V
M
工业分析
煤的组成及分析方法
内部水分
外部水分
将样品放在氧化镁和无水碳酸钠的混合物上加热，使硫化物转变为硫酸盐，再以重量法测定硫酸钡沉淀而测得。
硫
在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，继而用碱吸收，最后用酸滴定。
氮
是通过燃烧后分析尾气中二氧化碳和水分的生成量而测定。
氧
一般不参加燃烧，但在高温燃烧区会被氧化为NOx，成为大气污染物，煤中氮的含量0.5%—2%
氮
煤的另一种主要可燃元素。
氢
煤的主要可燃元素之一。煤的煤化程度越高，含碳量越大。
碳
分析测定方法
煤矿的组成
项目
2.煤的分析
√工业分析（ proximate analysis ） 测定煤中水分M、挥发分V、灰分A和固定碳FC四项的含量。估测硫含量和热量，是评价工业用煤的主要指标。 √元素分析（ ultimate analysis ） 用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧五种元素的含量。
项目
煤中硫的形态
煤中硫的形态
a.硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。 黄铁矿：硬度 6—6.5 , 比重 4.7—5.2本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。 b. 硫酸盐硫: 硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4。 c.有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。

例 2-5 ： 已知某电厂烟气温度为 473K， 压力为 已知某电厂烟气温度为473 K
解：（1）污染物排放的质量流量为： 污染物排放的质量流量为：
22 . 7 Kg 60 min h t × × 24 × = 32 . 7 t / d min h d 1000 Kg
（2）测定条件下的干空气量为： 测定条件下的干空气量为：
第2章燃烧与大气污染(2) 章燃烧与大气污染(2)
教学内容
§1燃料的性质 §2燃料燃烧过程 §3烟气体积及污染物排放计算 §4燃烧过程中硫氧化物的形成 §5燃烧过程中颗粒物的形成 §6燃烧过程中其他污染物的形成
§3 烟气体积及污染物排放量计算
一．烟气体积计算 １. 理论烟气体积
在理论空气量下， 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称 表示， 烟气成分主要是CO 为理论烟气体积。 为理论烟气体积 。 以 Vfg0 表示 ， 烟气成分主要是 CO2 、 SO2、N2和水蒸气。 和水蒸气。 干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气； 干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气； 湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。 湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。
1.648 × 100 = 13.69% 12.04
9 6 . 9 3 Kpa, 湿 烟 气 量 Q=10400m3/min， 含 水 汽 Q=10400m /min， 6 . 25 % （ 体积 ） ， 奥萨特仪分析结果是 ： CO2 占 25% 体积） 奥萨特仪分析结果是： 10.7%， O2占 8.2%， 不含 CO，污染物排放的质量 10. 不含CO， 流量为22. kg/min。 流量为22.7kg/min。 污染物排放的质量速率（ t/d表示 表示） （1） 污染物排放的质量速率（以t/d表示） （2） 污染物在烟气中浓度 （3） 烟气中空气过剩系数 校正至空气过剩系数α （4）校正至空气过剩系数α=1.4时污染物在烟气 中的浓度。 中的浓度。