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1、燃料燃烧产生的污染及控制摘要：燃烧少物质剧烈氧化而发光、发热的现象，是人们利用能源的最主要方式。燃烧过程中常见的污染物有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和烟尘，燃烧还会产生噪声污染、热污染和铅污染等。它们妨害着人们的健康，动植物的生长，甚至整个生态的平衡。因此必须对它们加以控制。关键字：燃料 燃烧污染物燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO和其它部分氧化产物等。若燃料中含S、N会生成SO2和NOx，燃烧温度较高时，空气中的部分氮会被氧化成NOx。这些燃烧产物严重影响了人们
2、的健康以及动植物的生长。1. 燃料的分类n（）常规燃料n 如煤、petroleum、天然气等。n（）非常规燃料n 按其物理状态分为：n（）固体燃料：挥发分被蒸馏后以气态燃烧（蒸气控制）；留下的固定炭以固态燃烧（扩散控制）。n（）液体燃料：由蒸发过程控制（气态形式燃烧）。n（） 气态燃料：由扩散或混合控制。按获得方法分 按物态分天然燃料人工燃料固体燃料木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等 液体燃料石油汽油、煤油、柴油、重油气体燃料天然气高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气2.燃烧过程中常见的污染物燃烧过程中常见的污染物有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和烟尘，燃烧还会产生噪声污染、热污染和铅污染等。这些
3、排放物会污染环境，是目前影响全球环境的酸雨、“温室效应”等的主要来源，妨害着人们的健康，动植物的生长，甚至整个生态的平衡。一氧化碳一氧化碳主要由含碳燃料不完全燃烧引起。它在锅炉排气中约占3，而在汽车排气中可达 13。对于 锅炉和 工业炉只要保证燃料充分氧化，采用二次燃烧，就可能降低烟气中的一氧化碳含量。减少 内燃机排气中一氧化碳则是一个较为复杂的问题。主要措施有：改进内燃机设备结构，如正确设计增压比，排气道增设催化补燃器，操作上自动调节油气比等；提高燃料质量，如调配汽油 辛烷值、使用乳化燃料或液化气等；以及通过制订法规，进行废气监测等。一氧化碳是石油化工行业常见的职业危害因素，分布范围广，接触
4、人员多，毒性危害大。尤其是随着煤气化工业的发展，职工遭受一氧化碳危害影响的可能性增大。煤气化装置及后续合成气处理装置，干气制氢装置，化学工业中合成氨、丙酮、光气、甲醇的生产，生产和使用含一氧化碳的可燃气体以及用于气、含碳燃料油加热炉的不完全燃烧等，这些工作场所均可能接触一氧化碳。无色无味静悄悄地来一氧化碳为无色、无味、无刺激性的气体，易扩散，微溶于水，易溶于氨水。易燃、易爆。与空气混合有爆炸的危险。一氧化碳使血液携氧能力下降，阻碍氧的释放和传递，导致低氧血症和组织缺氧。由于中枢神经系统对缺氧最敏感，故最易受到侵害。工作场所空气中时间加权平均容许浓度不超过20毫克/立方米，短时间接触容许浓度不超
5、过30毫克/立方米，立即威胁生命或健康的浓度为1700毫克/立方米，无警示性。危害健康不可轻视可经呼吸道进入人体。主要损害神经系统。轻度急性中毒时，表现为头痛、头晕、心悸、恶心，进而症状加重，出现呕吐、四肢无力等症状，脱离中毒现场后症状可消失。中度急性中毒时，除上述症状外，面色潮红，口唇呈樱桃红色，多汗、脉快、烦躁、步态不稳、意识模糊甚至昏迷，及时抢救一般无明显并发症或后遗症。重度急性中毒时，迅速进入昏迷状态，牙关紧闭，强直性全身痉挛，大小便失禁。浓度极高时，数分钟内可致人死亡。部分中毒患者昏迷苏醒后，经过两天至30天的假愈期，又出现一系列神经精神症状，常见的有精神异常，脑局灶性损害，颅、脊神
6、经损伤。慢性影响。长期接触低浓度一氧化碳可致头痛、头晕、耳鸣、乏力、失眠、多梦、记忆力减退及心电图改变。二氧化硫二氧化硫来自燃料中硫、硫酸盐和有机硫化物。二氧化硫在烟气中的体积浓度为0.050.25，有时可达0.4。由于原油加工中 90以上的硫转入重油，重油的含硫量可达13。防止二氧化硫污染的有效措施是：燃料脱硫或烟气脱硫，采用低硫燃料燃烧也是最常用的方法。1SO2对人体健康的危害 SO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于人体的体液和其他黏性液中，长期的影响会导致多种疾病，如：上呼吸道感染、慢性支气管炎、肺气肿等，危害人类健康。SO2在氧化剂、光的作用下，会生成使人致病、甚至增加病人死
7、亡率的硫酸盐气溶胶，据有关研究表明，当硫酸盐年浓度在10g/m3 左右时，每减少10%的浓度能使死亡率降低0.5%； 2. SO2对植物的危害 研究表明，在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。据1983年对我国13个省市25个工厂企业的统计，因SO2造成的受害面积达2.33 万公顷，粮食减少1.85万吨，蔬菜减少500 吨，危害相当严重。 3. SO2对金属的腐蚀 大气中的SO2对金属的腐蚀主要是对钢结构的腐蚀。据统计，发达国家每年因金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济
8、总产值的2%4%。由于金属腐蚀造成的直接损失远大于水灾、风灾、火灾、地震造成损失的总和。且金属腐蚀直接威胁到工业设施、生活设施和交通设施的安全。 4. 对生态环境的影响 SO2形成的酸雨和酸雾危害也是相当的大，主要表现为对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的损失。氮氧化合物氮氧化合物包括二氧化氮和不稳定的一氧化氮、一氧化二氮和四氧化二氮等。它们在高温(1650以上)下可由燃料中的氮化物以及空气中的氮和氧直接生成。烟气中氮氧化合物含量可达 1200毫克米(，汽车排气中可达 4000毫克米(。通过湿法液体吸收、干法固体吸附或催化
9、转换方法可以降低它的含量； 汽油机中采用层状燃烧也是降低氮氧化合物含量的一种方法。各种污染源排放的氮氧化物中，绝大部分为NO，其毒性不是很大，不过NO在大气中可氧化为NO2。NO2比较稳定，其毒性为NO的45倍。空气中NO2含量3.510-6 (体积分数)持续1h，开始对人有影响；含量为(2050)10-6 (体积分数)时，对人眼有刺激作用；当含量达到15010-6 (体积分数)时，对人的呼吸器官则有强烈的刺激性。NO2参与光化学烟雾的形成，其毒性更强。据研究，光化学烟雾具有致癌作用。在阳光作用下NO2与烃和臭氧反应，生成烟雾和有害于人类健康的化合物，这些烟雾和化合物分别带有刺激性、腐蚀性，能
10、伤害人的眼睛并导致呼吸系统的疾病。但是，最新的研究表明，一氧化氮参与人的心血管作用，“一氧化氮是心血管系统中传播信号的分子”的研究获1998年诺贝尔生物学及医学奖。研究表明，某些细胞可以产生一氧化氮，这些一氧化氮从细胞中穿出后，作用于其他细胞，并能控制其他细胞的行为。以后，科学家陆续发现一氧化氮在神经信号传递、血压控制、血液流量控制和抵抗感染等方面的重要作用，但在大气中的氮氧化物对人体还是有害的。烟尘烟尘中，烟是指碳氢化合物在缺氧下裂解生成颗粒直径小于 1微米的碳粒。随着碳粒的增多，烟由褐色变为黑色。家庭炉灶的产烟量占燃煤量的 3.5以上，工业锅炉一般是0.5。尘是指排气中直径为 1100微米
11、的颗粒，来自燃料的灰分。影响烟尘的因素是燃烧设备、操作方法和燃料含灰量。选烧低灰分燃料和采用旋风分离、湿法净化、多孔过滤或静电沉降等除尘设施，都是降低排气中烟尘的有效措施。噪声及热污染燃烧引起的噪声主要来自进气道、排气道和燃烧器。控制噪声源、减弱传播、采用消声器等能使噪声降低。在燃烧过程中，大量热量的积聚将引起环境的热污染。如热电厂中通常只有40的燃料热能转为电能，余下的大部分热能排入大气或随冷却水带走，大量含热废水排到江河使水温升高，影响水质，危及水生生物的生长，破坏生态平衡。为此要充分利用热电厂的余热和改进冷却方式，以控制热污染的危害。3.防治措施目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施:
12、1.原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40一60的无机硫。优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。 2.改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。 3.目前主要用石灰法，可以除去烟气中85一90的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好但十分费钱。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。 4.开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成
13、熟,如果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.防治大气污染是一个庞大的系统工程,需要个人、集体、国家、乃至全球各国的共同努力，可考虑采取如下几方面措施： 减少污染物排放量。多采用无污染能源（如太阳能、风能、水力发电）、改革能 源结构，用低污染能源（如天然气）、对燃料进行预处理（如烧煤前，先进行脱硫）、 改进燃烧技术等均可减少排污量。另外，在污染物未进入大气之前，使用除尘消烟技 术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物，可减少进 入大气的污染物数量。 控制排放和充分利用大气自净能力。气象条件不同，大气对污染物的容量便不同， 排入同样数量的污染物，造成的污染物浓度便不同。对于风力大、通风好、湍流盛、 对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多厂矿企业地逆温的地区和时 段，大气扩散稀释能力弱，便不能接受较多的污染物，否则会造成严重大气污染。因 此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制。 厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理，不要排放大户过渡集中，不 要造成重复迭加污染，形成局地严重污染事件发生。参考文献：张斌全.燃烧理论基础.北京：北京航空航天出版社，1990徐旭常.燃烧理论与燃烧设备.北京：机械工业出版社，1990岑可法.燃烧理论与污染控制.北京：机械工业出版社，2013韩昭沧.燃料及燃烧.北京：冶金工业出版社，20075骄阳书屋#
燃料燃烧产生的污染及控制一类参照
