最新单元二洁净燃烧技术1幻灯片

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1、单元二洁净燃烧技术单元二洁净燃烧技术1第一节 燃料种类及性质第二节 燃烧过程及设备第三节燃烧过程中主要污染物的形成机制第四节 燃烧过程污染物排放计算内容提要内容提要选煤技术选煤：选煤：通过物理或物理化学方法将煤中的含硫通过物理或物理化学方法将煤中的含硫矿物和矸石等杂质除去以提高煤质量的工艺过矿物和矸石等杂质除去以提高煤质量的工艺过程。程。经选煤后，原煤中的含硫量降低经选煤后，原煤中的含硫量降低40409090，含灰分降低含灰分降低50508080。目前研究的选煤方法：目前研究的选煤方法：物理方法、化学方法和物理方法、化学方法和微生物脱硫法。微生物脱硫法。1).1).物理方法：物理方法：重力洗选

2、法、高梯度磁选法和重力洗选法、高梯度磁选法和静电分选法等；静电分选法等；2).2).化学方法：化学方法：氧化脱硫法、选择性絮凝法及氧化脱硫法、选择性絮凝法及化学破碎法。化学破碎法。工业型煤推广技术1）加工及特点工业型煤的加工：原煤经破碎，再按比例添加适量的粘结剂(通常加焦油渣)、固硫剂(如石灰等)和一些其它的添加剂，最后经冷压或热压加工成型。工业型煤形状：椭圆形或管状棒形，具有消烟除尘、节能脱硫效果。工业型煤推广技术工业型煤的特点：工业型煤的特点：透气性好：工业型煤由于其纯度高、粒度透气性好：工业型煤由于其纯度高、粒度均匀、透气性好、氧气分布均匀，所以能燃烧均匀、透气性好、氧气分布均匀，所以能

3、燃烧充分，能消烟除尘、节约能源。充分，能消烟除尘、节约能源。工业型煤中加入含有钙和镁等碱性物质，工业型煤中加入含有钙和镁等碱性物质，在高温下与硫氧化物生成硫酸盐，留在灰渣中在高温下与硫氧化物生成硫酸盐，留在灰渣中而固硫。而固硫。2 2）适用范围）适用范围在燃煤锅炉和窑炉均可使用，居民使用，如蜂在燃煤锅炉和窑炉均可使用，居民使用，如蜂窝煤。窝煤。灰的熔融特性一、灰的熔融特性实验一、灰的熔融特性实验 采用对灰锥试样加热的方法确定。用模子将灰压采用对灰锥试样加热的方法确定。用模子将灰压成若干个一定形状的三角锥体（底边长成若干个一定形状的三角锥体（底边长7mm7mm、高、高20mm20mm），在电炉内

4、加热，根据温升及三角锥体），在电炉内加热，根据温升及三角锥体变形情况，记录如下几个温度值：变形情况，记录如下几个温度值：1.1.变形温度变形温度DTDT：锥尖开始变圆或弯曲时的温度。：锥尖开始变圆或弯曲时的温度。2.2.软化温度软化温度STST：锥体弯曲至锥顶触及托盘或锥：锥体弯曲至锥顶触及托盘或锥体变成球形和高度等于底边的半球时的温度。体变成球形和高度等于底边的半球时的温度。3.3.熔化温度熔化温度FTFT：锥体熔化成液体或展开成高度：锥体熔化成液体或展开成高度在在1.5mm1.5mm以下薄层时的温度。以下薄层时的温度。灰的熔融特性 二、实用意义二、实用意义 1.1.灰的熔融特性，对锅炉运行

5、的经济性、安全性均灰的熔融特性，对锅炉运行的经济性、安全性均有重大影响。当软化温度有重大影响。当软化温度 ST1350 ST1350时，炉内结渣的可能时，炉内结渣的可能性不大；而性不大；而ST1350ST200200称长渣，长渣凝固慢有塑性而称长渣，长渣凝固慢有塑性而不易碎裂，结渣后不易清除。（不易碎裂，结渣后不易清除。（FT STFT ST）2001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二、二、烟气烟气量量计算计算.理论烟气体积理论烟气体积（标准状态）（标准状态）在在理理论论空空气气量量下下，燃燃料料完完全全燃燃烧烧所所生生成成的的烟烟气气体

6、体积积称称为为理理论论烟烟气气体体积积。以以VVfgfg0 0表表示示，烟烟气气成成分主要是分主要是COCO2 2、SOSO2 2、NN2 2和水蒸气。和水蒸气。包括：包括：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。Vfg0=V干烟气+V水蒸气V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后的水蒸气+V燃料中所含的水蒸气 +V由供给理论空气量带入的由供给理论空气量带入的水蒸气水蒸气n n2.2.烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正n n燃燃烧烧产产生生的的烟烟气气其其T T、

7、P P总总高高于于标标态态（273K273K、1atm1atm）故故需需换换算成标态。算成标态。n n大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。n n设观测状态下（设观测状态下（T Ts s、P Ps s下）：烟气的体积为下）：烟气的体积为V Vs s，密度为，密度为s s。n n标态下（标态下（T Tn n、P Pn n下）：下）：烟气的体积为烟气的体积为V Vn n，密度为，密度为n n。n n标态下体积为：标态下体积为：n n标态下密度为：标态下密度为：n n应应指指出出，美美国国、日日本本和和国国际际全全球球监监测测系系统统网网的的标标准准态态是是

8、298K298K、1atm1atm在作数据比较时应注意在作数据比较时应注意。n n3.3.过剩空气较正过剩空气较正n n因因为为实实际际燃燃烧烧过过程程是是有有过过剩剩空空气气的的，所所以以燃燃烧烧过过程程中中的的实实际际烟烟气气体体积积应应为为理理论论烟烟气气体体积积与与过过剩空气量之和。剩空气量之和。n n用用奥奥氏氏烟烟气气分分析析仪仪测测定定烟烟气气中中的的COCO2 2、OO2 2和和COCO的的含含量量，可可以以确确定定燃燃烧烧设设备备在在运运行行中中烟烟气气成分和空气过剩系数。成分和空气过剩系数。n n空气过剩系数为空气过剩系数为 =n n a-a-过剩空气中过剩空气中OO2 2

9、的过剩数的过剩数n n设设燃燃烧烧是是完完全全燃燃烧烧，过过剩剩空空气气中中的的氧氧只只以以OO2 2形形式存在，燃烧产物用下标式存在，燃烧产物用下标P P表示，表示，n n假设空气只有假设空气只有OO2 2、N N2,2,分别为分别为21%21%、79%79%，则空气中总氧量为，则空气中总氧量为n n 理论需氧量：理论需氧量：0.266N0.266N2P2P-O-O2P2Pn n 所以（燃烧完全时）所以（燃烧完全时）若若燃燃烧烧不不完完全全会会产产生生COCO，须须校校正正。即即从从测测得得的的过过剩剩氧氧中中减减去去COCO氧化为氧化为COCO2 2所需的所需的OO2 2n n n n 此

10、时此时n n各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。若燃烧是完全的，过剩空气中的O仅能够以的o2形式存在，假定燃烧产物以下标p表示：实际烟气体积实际烟气体积实际烟气体积实际烟气体积 V Vfgfg0 0 V Vfgfg=V=Vfgfg0 0 +(+(-1)V-1)Va a二二.污染物排放量计算污染物排放量计算n n方法：方法：根据实测的污染物浓度和排烟量根据实测的污染物浓度和排烟量根据燃烧设备的排污系数、燃料组成和燃根据燃烧设备的排污系数、燃料组成和燃烧状况预测烟气量和污染物浓度烧状况预测烟气量和污染物浓度二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算n n例

11、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。二污染物排放量的计算二污染物排放量的计算n n例例2-5：已已知知某某电电厂厂烟烟气气温温度度为为473473K K，压压力力为为96.9396.93Kpa,Kpa,湿湿烟烟气气量量Q=10400mQ=10400m3 3/min/min，含含水水汽汽6.25%6.25%（体体积积），奥奥萨萨特特仪仪分分析析结结果果是是：COCO2 2占占10.7%10.7%，OO2 2占占8.2%8.2%，不不含

12、含COCO，污污染染物物排排放放的质量流量为的质量流量为22.722.7Kg/minKg/min。n n（1 1）污染物排放的质量速率（以污染物排放的质量速率（以t/dt/d表示）表示）n n（2 2）污染物在烟气中浓度污染物在烟气中浓度n n（3 3）烟气中空气过剩系数烟气中空气过剩系数n n（4 4）校校正正至至空空气气过过剩剩系系数数=1.8=1.8时时污污染染物物在在烟烟气气中的浓度。中的浓度。燃煤污染物产生和排放量估算表n n燃煤设备烟尘产污系数n n燃煤设备烟尘 排污系数n n燃煤设备 二氧化硫 产污系数n n燃煤设备 二氧化硫 排污系数 n n燃煤设备 CO、CO2、CH、NOX

13、 产污和排污系数工业生产废气和大气污染物排放量的估算n n1、现场实测法：适用于 有组织排放源。需要在排气筒或烟囱内进行多点采样和测量废气的浓度和流速。n n2、物料衡算法：适用于有组织和 无组织排放源，需要对生产工艺有比较深入的了解，基础数据较全。n n3、经验估算法：通过国家有关部门统计和公布的污染物产生量和排污量系数进行估算。本章小结n n1.1.要求了解燃料的种类、组成要求了解燃料的种类、组成要求了解燃料的种类、组成要求了解燃料的种类、组成n n2.2.理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理理解燃烧的基本原理和

14、相关污染物形成机理n n3.3.掌握影响燃烧的掌握影响燃烧的掌握影响燃烧的掌握影响燃烧的”三三三三”T”T条件条件条件条件n n4.4.燃烧过程硫氧化物的形成与控制燃烧过程硫氧化物的形成与控制燃烧过程硫氧化物的形成与控制燃烧过程硫氧化物的形成与控制n n5.5.燃烧过程氮氧化物的形成与控制燃烧过程氮氧化物的形成与控制燃烧过程氮氧化物的形成与控制燃烧过程氮氧化物的形成与控制n n 6.6.燃烧过程中颗粒污染物的形成燃烧过程中颗粒污染物的形成燃烧过程中颗粒污染物的形成燃烧过程中颗粒污染物的形成n n7.7.燃烧过程中其他污染物的形成燃烧过程中其他污染物的形成燃烧过程中其他污染物的形成燃烧过程中其他污染物的形成n n8.8.学会计算烟气体积及污染物排放量计算学会计算烟气体积及污染物排放量计算学会计算烟气体积及污染物排放量计算学会计算烟气体积及污染物排放量计算n n 作业题作业题p 34 2,3p 34 2,3 深信黄山天下奇深信黄山天下奇 郭沫若郭沫若再见