文档介绍：第二章燃烧与大气污染内容简介: 燃料的性质燃料燃烧过程烟气体积及污染物排放量计算燃烧过程污染物的形成第一节燃料的性质用以产生热量或动力的可燃性物质煤、石油和天然气统称为常规燃料燃料固体燃料液体燃料气体燃料一. 煤(一)煤的分类由植物的部分分解和变质而形成的一种不均匀的有机燃料植物性原料变成煤的过程称之为煤化过程 1. 褐煤: 是由泥煤形成的初始煤化物,形成年代短,呈黑色、褐色或泥土色,其结构类似木材,呈现出黏结状及带状,水分含量高,热值较低,是最低品位的煤 2. 烟煤: 形成年代较褐煤为长,呈黑色,外形有可见条纹, 挥发分含量为 20-45 %,碳含量为 75-90 %,成焦性较强,含氧量低,水分和灰分含量不高,比褐煤更能抵抗风化 3. 无烟煤: 含碳量最高,含碳量高于 93 %,煤化时间最长, 具有明亮的黑色光泽,机械强度高,无机物含量低于 10 %,着火困难,储存时稳定,不易自燃,成焦性极差(二)煤的工业分析 1. 水分(1)外部水分: 称取一定量的 13mm 以下粒度的煤样,置于干燥箱内, 在 318-323K 温度下干燥 8h ,取出冷却,干燥后所失去的水分质量占煤样原有质量的百分数就是煤的外部水分(w w)(2)内部水分: 将上述失去外部水分的煤样继续在 375-380K 下干燥约 2h ,所失去的水分质量占试样原来质量的百分数即为内部水分(w n) 2. 灰分: 煤中不可燃矿物物质的总称 3. 挥发分: 煤在与空气隔绝的条件下加热分解出的可燃气体物质,通过将风干的煤样在 1200K 的炉中加热 7min 而测定 4. 固定碳: 从煤中扣除水分、灰分及挥发分后剩下的部分(三)煤的元素分析用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量 1. 煤中碳和氢的测定: 碳和氢是通过燃烧后分析尾气中 CO 2和H 2O的生成量而测定的。 3. 煤中氮的测定: 在催化剂作用下使煤中氮转变为氨,继而用碱吸收,最后用酸滴定。 4. 煤中硫的测定: 将空气干燥基样与艾氏剂(氧化镁和无水碳酸钠)混匀,缓慢燃烧,使硫化物转变为硫酸盐,再加入热水使之溶解。在一定酸度下加入***化钡使之转化为硫酸钡沉淀, 过滤灼烧后称量硫酸钡质量反算出煤中全硫含量。 2. 煤中氧的测定(1)直接法:在氮气流和 105~110 ℃下干燥煤样,然后使之在(1125 ± 25) ℃下分解,用纯碳将挥发产物中的氧转化为 CO ,并进一步氧化为 CO 2,用滴定法或重量法测定。(2)间接法:通过其他元素测定结果间接计算。(四)煤中硫的形态 1. 硫化铁硫: 主要代表是黄铁矿硫,是煤中主要的含硫成分, 黄铁矿比煤重的多,可在强磁场感应下能够转变为顺磁性物质, 吸收微波能力比煤炭强。故可用不同的物理或化学方法把黄铁矿从煤中脱除。 2. 有机硫: 有机硫是以各种官能团形式存在的,与煤中有机质构成复杂的分子,不宜用一般重力分选的方法除去,需要采用化学方法脱硫。 3. 硫酸盐硫: 主要以钙、铁、和锰的硫酸盐形式存在,较前两种硫含量少得多。低硫煤中主要是有机硫,约为无机硫的的 8倍高硫煤中主要为无机硫,约为有机硫的 3倍煤中全硫无机硫硫化铁硫单质硫硫酸盐硫黄铁矿硫 FeS 2白铁矿硫 FeS 2***黄铁矿硫石膏 CaSO 4· 2H 2O 绿矾 FeSO 4· 7H 2O 有机硫硫醇或醚基化合物 R- SH 硫醚 R-S-R二硫醚 R-S-S-R 噻吩类杂环硫化物硫醌化合物(五)煤的成分表示方法 1. 收到基: 以包括全部水分和灰分的燃料作为 100 %的成分, 亦即锅炉燃料的实际成分,以上角“ ar”表示。 w (C ar )+w (H ar )+w (O ar )+w (N ar )+w (S ar )+w (A ar )+w (W ar )=100% 2. 空气干燥基: 以去掉外部水分的燃料作为 100 %的成分,亦即在实验室内进行燃料分析时的试样成分,以上角“ ad ”表示。 3. 干燥基: 以去掉全部水分的燃料作为 100 %的成分,以上角“d”表示。 4. 干燥无灰基: 以去掉水分和灰分的燃料作为 100 %的成分, 以上角“ daf ”表示。 w (C ad )+w (H ad )+w (O ad )+w (N ad )+w (S ad )+w (W ad )+w (A ad )=100% w (C d )+w (H d )+w (O d )+w (N d )+w (S d )+w (A d )=100% w (C daf )+w (H daf )+w (O daf )+w (N daf )+w (S daf )=100% 1-5 设人肺部气体含 CO 为 × 10 -4,平均含氧量为 % 。如果这