文档介绍：大气污染控制工程 1 第2章大气污染物的生成控制 能源与大气污染? 烟尘的生成机理及其控制? 燃烧过程含硫污染物的生成控制? 燃烧过程含氮污染物的生成控制? 燃烧计算? 工业生产过程污染物的生成控制?大气污染控制工程 2 能源与大气污染 能源的分类能源是能提供可利用能量的资源,可分为直接从自然界取得的一次能源和由一次能源转换得到的二次能源。一次能源还可分为可再生能源和不可再生能源。电能、氢能、汽油、煤油、柴油、***、酒精、甲醇、丙烷、***等二次能源化石燃料(煤、石油、天然气)、核燃料(铀、钍、氢) 不可再生能源风能、水能、太阳能、生物质能、海洋热能、潮汐能、地震、火山、地热等可再生能源一次能源大气污染控制工程 3 通常还把能源分为常规能源(煤、石油、天然气、水能、核能等)与新能源(太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能和氢能等)两大类。能源又可分为污染型能源(化石燃料)和清洁型能源(水力、电力、太阳能、风能和核能等)。 能源与大气污染大气污染控制工程 4 1)能源结构决定大气污染的形成和特点 a. 能源结构中污染性能源(如煤、石油、天然气等)占主体大量消耗是大气污染形成的根本原因; b. 努力开发并尽可能采用清洁能源是减轻大气污染的根本方法。 2)能源的利用方式与利用效率对大气污染也有很大影响改进能源的利用方式,提高能源的利用率是改善大气污染的另一根本方法。如清洁煤技术( Clean Coal technology ) 能源利用与大气污染 能源与大气污染大气污染控制工程 5 2003 年全球的能源需求量已达到 140 亿吨标准煤,其中石油占 38% ,煤炭占 26% ,天然气占 24%, 核能占 6%, 其它能源占 6% , 污染型能源占 88% 。据预测,到 2010 和2050 年全世界煤炭和石油的总耗量仍将分别占世界总能耗的 64% 和52% 。我国是目前世界上最大的煤炭生产和消耗国,煤炭的生产和消耗均占世界总量的 30% 左右,同时,也是世界上极少数以煤炭为主要能源的国家之一。 2005 年我国一次能源生产总量约为 亿吨标准煤,其中煤炭占 % 、石油 % 、% 、水电和核电 % 。我国煤炭燃烧产生的 SO 2、 CO 2、 NO X及 TSP 排放量分别约占总排放量的 90% 、85% 、60% 和70% 。 能源与大气污染大气污染控制工程 6 燃料燃烧产生的大气污染物黑烟(炭黑) 粉尘氮氧化物一氧化碳碳氢化合物铅化合物二氧化硫燃料不完全燃烧含铅汽油灰分燃料硫空气氮和燃料氮大气污染物主要来自燃烧过程。 能源与大气污染大气污染控制工程 7 能源与大气污染 能源利用过程中的污染控制 1)清洁能源的开发和利用 2)提高能源利用效率、节约能源 3)研究燃烧过程中污染物的生成机理,采取适当措施减少污染物的生成量。 4)净化烟气,降低排烟中已经生成的污染物排放量。大气污染控制工程 固定源燃烧过程中大气污染物的生成机理及控制 燃料的分类 (1)煤的分类褐煤:最低品位的煤,形成年代最短,水分含量高,热值较低; 烟煤:成焦性强,碳含量为 75%- 90%,含氧量低,适用于工业一般应用,在空气中比褐煤更能抵抗风化; 无烟煤:碳含量最高(>93%) ,煤化时间最长,着火困难,贮存时稳定,成焦性极差。大气污染控制工程 9 (2)煤的工业分析–水分水分包括外部水分( 318K - 323K , 8h)和内部水分( 375K - 380K , 2h), 水分使热值降低,一般控制煤中水分在 10%- 13%左右。–灰分煤中不可燃矿物质的总称。我国煤炭的平均灰分为 25%。–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。挥发分越高, 就越容易燃着;但挥发分含量过高,容易直接逸出,污染环境。–固定碳 固定源燃烧过程中大气污染物的生成机理及控制大气污染控制工程 10 (3)煤中硫的形态–有机硫(C xH yS z) –黄铁矿硫( FeS 2) –硫酸盐硫( MeSO 4) –元素硫可燃硫灰分 固定源燃烧过程中大气污染物的生成机理及控制单质硫无机硫可燃硫在我国煤炭资源中,硫的平均质量分数为 %