大气污染控制工程第二章-第一部分

1二.燃料燃烧的理论空气量例2：某燃烧装置采用重油作燃料，重油成分分析结果如下（按质量）C：88.3%，H：9.5%,S：1.6%，H2O:0.05%,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：重量（g）摩尔数（mol）需氧量（mol）C88373．5873．58H959523．75S160．50．5H2O0．50．027802①理论需氧量为：73.58+23.75+0.5=97.83mol/kg重油②理论空气量为：mol/kg重油即Nm3/kg重油63.467178.383.9747.1010004.2263.467重量（g）摩尔（mol）需氧量（mol）C88373．5873．58H9547．523．75S160．50．5H2O0．50．027803三.燃料燃烧的实际空气量实际空气量：0aVVa理论空气量实际空气量0aVVa理论空气量实际空气量为空气过剩系数，通常1部分炉型的空气过剩系数4在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积。以Vfg0表示，烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸气。四.燃料燃烧的理论烟气量5实际烟气体积Vfg:因为实际燃烧过程是有过程空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。Vfg=Vfg0+(α-1)Va0四.燃料燃烧的实际烟气量6五．污染物排放量的计算例2-4对例2--3给定的重油，若燃料中硫转化为SOX（其中SO2占97%），试计算空气过剩系数a=1.20时烟气中SO2及SO3的浓度，以ppm表示，并计算此时烟气中CO2的含量，以体积百分比表示。7解：由例2可知，理论空气量条件下烟气组成（mol）为：CO2：73.58H2O：47.5+0.0278SOX：0.5NX：①理论烟气量：73.58+0.5+(47.5+0.0278)+()=491.4mol/kg重油即78.383.9778.383.97kg/m1.0111000.422.44913kg/m1.0111000.422.44913②实际烟气量：空气过剩系数a=1.2时，实际烟气量为：11.01+10.47×0.2=13.05m3/kg其中10.47为理论空气量，即1Kg重油完全燃烧所需理论空气量。8烟气中SO2的体积为烟气中SO3的体积为所以，烟气中SO2、、SO3的浓度分别为：KgNm/0109.010004.2297.05.03KgNm/1036.310004.2203.05.034ppmCppmCSOSO75.251005.131036.325.8351005.130109.0646329当α=1.2时，干烟气量为：KgNm/04.122.047.1010004.220278.05.474.4913CO2体积为：所以干烟气中CO2的含量（以体积计）为：重油KgNm/648.110004.2258.733%69.1310004.12648.110空燃比（AF）定义：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。例如，甲烷在理想空气量下的完全燃烧：CH4＋2O2＋7.56N2→CO2＋7.56N2空燃比：AF=2×32＋7.56×28/1×16=17.2汽油（～C8H18）的理论空燃比为15纯碳的理论空燃比约为11.511六.燃烧过程中产生的污染物燃烧可能释放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH、烟、飞灰、金属及其氧化物等温度对燃烧产物的绝对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12二.燃煤烟尘的形成影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素煤质燃烧方式烟气流速炉排和炉膛的热负荷锅炉运行负荷锅炉结构13§4燃烧过程中硫氧化物的形成一、燃料中硫的氧化机理1.燃料中硫的氧化√有机硫的分解温度较低(700k)(800k)无机硫的分解速度较慢含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体2OSOSOhv14二．污染物排放量的计算例2-5：已知某电厂烟气温度为473K，压力为96.93Kpa,湿烟气量Q=10400m3/min，含水汽6.25%（体积），奥萨特仪分析结果是：CO2占10.7%，O2占8.2%，不含CO，污染物排放的质量流量为22.7Kg/min。（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（4）校正至空气过剩系数α=1.8时污染物在烟气中的浓度。15解：（1）污染物排放的质量流量为：（2）测定条件下的干空气量为：测定状态下干烟气中污染物的浓度：标态下的浓度：dtKgtdhhKg/7.32100024min60min7.22min/97500625.01104003mQd36/2.23281097507.22mmgCNmmgTTPPCCNNN3/0.421727347393.9633.1012.232816（3）空气过剩系数：（4）校正至α=1.8条件下的浓度：613.12.81.81268.02.81268.01222PPPONQNmmgCCC3/9.37788.1613.10.42178.1校实实校