燃烧与大气污染优秀PPT.ppt

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1、2 燃烧与大气污染燃烧与大气污染(1)1.1.教学要求教学要求了解常见民用及工业燃料的组成和性质；了解常见民用及工业燃料的组成和性质；驾驭气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分驾驭气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素；析影响燃烧过程的因素；学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度；学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度；驾驭颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产朝气理，驾驭颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产朝气理，理解通过变更燃烧条件削减污染物生成的途径理解通过变更燃烧条件削减污染物生成的途径2 2、教学重点、教学重点重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点理解燃烧的基本原

2、理和相关污染物形成机理，重点驾驭燃烧过程污染物排放计算。重点驾驭燃烧过程污染物排放计算。3 3、教学难点、教学难点 燃烧过程污染物排放计算。燃烧过程污染物排放计算。建议学时数：4学时1 焚烧秸秆焚烧秸秆23300MW、600MWW形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉4600MW600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉 600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉5300MW300MW、600MW“W”600MW“W”形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉形火焰燃低挥发份无烟煤锅炉该锅

3、炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分别式煤粉浓缩型燃烧器；双进该锅炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分别式煤粉浓缩型燃烧器；双进该锅炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分别式煤粉浓缩型燃烧器；双进该锅炉的主要技术特点：分级送风的双拱炉膛；旋风分别式煤粉浓缩型燃烧器；双进双出球磨机正压直吹式燃烧系统。双出球磨机正压直吹式燃烧系统。双出球磨机正压直吹式燃烧系统。双出球磨机正压直吹式燃烧系统。6600MW600MW及以上超临界本生直流机组锅炉及以上超临界本生直流机组锅炉及以上超临界本生直流机组锅炉及以上超临界本生直流机组锅炉 7600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉

4、 600MW亚临界自然循环前后墙对冲燃烧中间再热锅炉891燃料的性质燃料的性质燃料的分类燃料的分类燃料的分类燃料的分类燃料的定义：指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质101燃料的性质燃料的性质一、煤煤定义：是一种困难的物质聚集体。主要可燃成分是C、H及少量O2、N2、S等一起构成的有机聚合物。性质：煤中有机成分和无机成分的含量因种类、产地不同而异。1112131燃料的性质燃料的性质1.煤煤的的分分类类：按按基基于于沉沉积积年年头头的的分分类类法法分分为为褐褐煤煤、烟烟煤煤、无无烟煤。烟煤。（1）褐褐煤煤：是是由由泥泥煤煤形形成成的的初初始始煤煤化化物物，是是煤煤中中等等级级最最低低的的一

5、一类类，形形成成年年头头最最短短。呈呈黑黑色色、褐色、泥土色，象木材结构。褐色、泥土色，象木材结构。特特点点：挥挥发发分分较较高高，析析出出温温度度低低；燃燃烧烧热热值值低低，不不能能制制炭炭。干干燥燥后后：C含含量量6075%，O2含量含量2025%。141燃料的性质燃料的性质（2 2）烟烟烟烟煤煤煤煤：形形形形成成成成历历历历史史史史较较较较褐褐褐褐煤煤煤煤长长长长。黑黑黑黑色色色色，外外外外形形形形有有有有可见条纹。可见条纹。可见条纹。可见条纹。挥挥挥挥发发发发分分分分2045%2045%，C C 7590%7590%。成成成成焦焦焦焦性性性性较较较较强强强强，氧氧氧氧含含含含量量量量低

6、低低低，水水水水分分分分及及及及灰灰灰灰分分分分含含含含量量量量不不不不高高高高，适适适适宜宜宜宜工工工工业业业业运运运运用。用。用。用。（3 3）无无无无烟烟烟烟煤煤煤煤：碳碳碳碳含含含含量量量量最最最最高高高高，煤煤煤煤化化化化时时时时间间间间最最最最长长长长的的的的煤煤煤煤，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。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。CC含含含含量量量量93%,93%,无无无无机机机机物物物物量量量量10%,11部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数48 二二.燃料燃烧的

7、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，它可由燃烧方程干脆求得。它可由燃烧方程干脆求得。例如，甲烷在志向空气量下的完全燃烧：例如，甲烷在志向空气量下的完全燃烧：CH4CH42O22O27.56N2CO27.56N2CO27.56N27.56N2空燃比：空燃比：AF=232AF=2327.5628/116=17.27.5628/116=17.2汽油（汽油（C8H18C8H18）的理论空燃比为）的理论空燃比为1515纯碳的理论空燃比约为纯碳的理论空燃比约为11.511.549 二二.燃料燃烧的理论空气量燃

8、料燃烧的理论空气量例：某燃烧装置接受重油作燃料，重油成分分析结果如下（按质量）C：88.3%，H：9.5%,S：1.6%，灰分：0.10%。试确定燃烧1kg重油所需的理论空气量。解：以1kg重油燃烧为基础，则：50重量（g）摩尔数（mol）需氧量（mol）C88373587358H954752375S160505H2O05002780二二.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量51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NN2 2与与OO2 2的摩尔比为的摩尔比为3

9、.76(3.76(体积比体积比)则，理论空气量为：则，理论空气量为：mol/kgmol/kg重油重油即即 NmNm3 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52三三.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：燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：CO2CO2、COCO、SOxSOx、NOxNOx、CHCH、烟、飞灰、金属及其、烟、飞灰、金属及其、烟、飞灰、金属及其、烟、飞灰、金属及其氧化物等氧化物等氧化物等氧化物等温度对燃烧产物的确定量和相对量都有影响温度对燃烧产物的确定量和相对量都有影响温度对燃烧产物的确定量和

10、相对量都有影响温度对燃烧产物的确定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53 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：燃烧产物与温度的关系：燃烧产物与温度的关系：54 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（以燃料种类对燃烧产物的影响（以燃料种类对燃烧产物的影响（以燃料种类对燃烧产物的影响（以1000MW1000MW电站为例）：电站为例）：电站为例）：电站为例）：55 三三.燃烧过程

11、中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物典型固态燃料的燃烧产物：典型固态燃料的燃烧产物：典型固态燃料的燃烧产物：典型固态燃料的燃烧产物：56 三三.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物典型液态燃料的燃烧产物：典型液态燃料的燃烧产物：典型液态燃料的燃烧产物：典型液态燃料的燃烧产物：57 三三.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物典型气态燃料的燃烧产物：典型气态燃料的燃烧产物：典型气态燃料的燃烧产物：典型气态燃料的燃烧产物：58 四四.热化学关系式热化学关系式1.1.发热量：发热量：发热量：发热量：单单单单位位位位燃燃燃燃料料料料完完完完全全全全燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时，所所所所放放放

12、放出出出出的的的的热热热热量量量量，即即即即在在在在反反反反应应应应物物物物起起起起先先先先状状状状态态态态和和和和反反反反应应应应产产产产物物物物终终终终了了了了状状状状态态态态相相相相同同同同下下下下的的的的热热热热量量量量变变变变更更更更（kJ/kg kJ/kg or kcal/kg or kcal/kg）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低低位位位位发发发发热热热热量量量量：燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产物物物物中中中中的的的的水水水水蒸蒸蒸蒸气气

13、气气仍仍仍仍以以以以气气气气态态态态存存存存在在在在时时时时，完完完完全燃烧过程所释放的热量全燃烧过程所释放的热量全燃烧过程所释放的热量全燃烧过程所释放的热量59 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不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失 散热损失散热损失散热损失散热损失在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低不充分混合时，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。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。60 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燃烧热损失与空燃比的关系燃烧热损失与空燃比的关系61