第二章燃燒與大氣污染1.燃料的性質(zhì)2.燃料的燃燒過程3.燃燒過程計(jì)算4.燃燒過程中硫氧化物的形成5.顆粒污染物的形成6.其他污染物的形成學(xué)習(xí)要求了解常見民用及工業(yè)燃料的組成和性質(zhì)；

掌握氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料的燃燒過程，學(xué)會(huì)分析影響燃燒過程的因素；

學(xué)會(huì)計(jì)算燃燒過程產(chǎn)生的煙氣量和污染物濃度；

掌握顆粒物、硫氧化物和氮氧化物的產(chǎn)生機(jī)理，理解通過改變?nèi)紵龡l件減少污染物生成的途徑。第一節(jié)燃料的性質(zhì)燃料：指在燃燒過程中，能夠放出熱量，且在經(jīng)濟(jì)上取得效益的物質(zhì)。主要燃料煤、石油和天然氣稱為常規(guī)燃料，以及統(tǒng)稱為非常規(guī)燃料（固體廢棄物，合成燃料，污水處理廠廢物等）的多種其他燃料。

按獲得方法分

按物態(tài)分

天然燃料人工燃料固體燃料木柴、煤、油頁巖

木炭、焦炭、煤粉等

液體燃料

石油

汽油、煤油、柴油、重油

氣體燃料

天然氣

高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣

1.煤的分類

褐煤呈現(xiàn)黑色、褐色或者泥土色，黏結(jié)狀或帶狀，水分含量高，熱值低，品位最低，由泥煤形成的初始煤化物，形成年代最短。煙煤黑色，外形有可見條紋，水分含量為20%-45%，碳含量75%-90%，煙煤的成焦性比較強(qiáng)，且含氧量低，水分和揮發(fā)分不高，適宜工業(yè)應(yīng)用。無煙煤碳含量高于93%，無機(jī)物含量低于10%，煤化時(shí)間最長，具有明顯黑色光澤，機(jī)械強(qiáng)度高，成焦性極差，儲(chǔ)存穩(wěn)定，不易自燃。1.煤的分類煤的詳細(xì)分類2.煤的工業(yè)分析（proximateanalysis）煤的工業(yè)分析，又叫煤的技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?，是評價(jià)煤質(zhì)的基本依據(jù)。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，煤的工業(yè)分析包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳等指標(biāo)的測定。通常煤的水分、灰分、揮發(fā)分是直接測出的，而固定碳是用差減法計(jì)算出來的。廣義上講，煤的工業(yè)分析還包括煤的全硫分和發(fā)熱量的測定，又叫煤的全工業(yè)分析。

2.煤的工業(yè)分析水分

(1)

外在水分(Ww)是指煤在開采、運(yùn)輸和洗選過程中潤濕在煤的外表以及大毛細(xì)孔中的水。它以機(jī)械方式與煤相連結(jié)著，較易蒸發(fā)，其蒸汽壓與純水的蒸汽相等。在空氣中放置時(shí)，外在水分不斷蒸發(fā)，直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對濕度達(dá)到平衡時(shí)為止，此時(shí)失去的水分就是外在水分。含有外在水分的煤稱為應(yīng)用煤，失去外在水分的煤稱為風(fēng)干煤。外在水分的多少與煤粒度等有關(guān)，而與煤質(zhì)無直接關(guān)系。

(2)內(nèi)在水分(Wn)吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔中的水，它主要以物理化學(xué)方式(吸附等)與煤相連結(jié)著，較難蒸發(fā)，故蒸氣壓小于純水的蒸汽壓

。將風(fēng)干煤加熱到105～110℃時(shí)所失去的水分為內(nèi)在水分，失去內(nèi)在水分的煤稱為絕對干燥煤或干煤。全水分，是煤炭按灰分計(jì)價(jià)中的一個(gè)輔助指標(biāo)。是指煤中全部的游離水分，即煤中外在水分和內(nèi)在水分之和。2.煤的工業(yè)分析灰分：

煤中不可燃礦物物質(zhì)的總稱?；曳质敲禾坑?jì)價(jià)指標(biāo)之一。灰分是煤中的有害物質(zhì)，同樣影響煤的使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。煤用作動(dòng)力燃料時(shí)，灰分增加，煤中可燃物質(zhì)含量相對減少。礦物質(zhì)燃燒灰化時(shí)要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而降低了煤的發(fā)熱量，影響了鍋爐操作（如易結(jié)渣、熄火），加劇了設(shè)備磨損，增加排渣量。煤用于煉焦時(shí)，灰分增加，焦炭灰分也隨之增加，從而降低了高爐的利用系數(shù)。還必須指出的是，煤中灰分增加，增加了無效運(yùn)輸，加劇了我國鐵路運(yùn)輸?shù)木o張。煤灰成分及其含量與層聚積環(huán)境有關(guān)。我國很多煤層的礦物質(zhì)以粘土為主，煤灰成分則為SiO2，A12O3為主，兩者總和一般可達(dá)50~80%。在濱海沼澤中形成的煤層，如華北晚石紀(jì)煤層黃鐵礦含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高；在內(nèi)陸湖盆地中形成的某些第三紀(jì)褐煤的煤灰中CaO含量較高。2.煤的工業(yè)分析揮發(fā)分：

煤在一定溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質(zhì)（氣體或液體）中減掉水分后的含量。剩下的殘?jiān)凶鼋乖?。因?yàn)閾]發(fā)分不是煤中固有的，而是在特定溫度下熱解的產(chǎn)物，所以確切的說應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率。揮發(fā)分主要由氫氣、碳?xì)浠衔?、一氧化碳及少量的硫化氫等組成。在相同的熱值下，煤中揮發(fā)分越高，越容易燃著，火焰越長，越易完全燃燒。但揮發(fā)分含量過高，容易造成煤的不充分燃燒，釋放出大量的積碳粒子和煙氣，形成環(huán)境污染。揮發(fā)分是煤分類的重要指標(biāo)。煤的揮發(fā)分反映了煤的變質(zhì)程度，揮發(fā)分由大到小，煤的變質(zhì)程度由小到大。如泥炭的揮發(fā)分高達(dá)70%，褐煤一般為40～60%，煙煤一般為10～50%，高變質(zhì)的無煙煤則小于10%。煤的揮發(fā)分和煤巖組成有關(guān)，角質(zhì)類的揮發(fā)分最高，鏡煤、亮煤次之，絲碳最低。所以世界各國和我國都以煤的揮發(fā)分作為煤分類的最重要的指標(biāo)。2.煤的工業(yè)分析固定碳

：從煤中扣除水分、灰分及揮發(fā)分后剩下的部分就是固定碳，是煤中的主要可燃物質(zhì)。煤中的碳與氫、氮、硫、氧等組成有機(jī)化合物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變。失去水分和揮發(fā)分后的剩余部分（焦炭）放在80020C的環(huán)境中灼燒到重量不再變化時(shí)，取出冷卻。焦炭所失去的重量為固定碳。3.煤的元素分析（ultimateanalysis）煤的元素分析使用化學(xué)方法測定去掉外部水分的煤中主要組分碳、氫、氮、硫和氧等的含量。【碳】碳是煤的主要可燃元素，1kg純碳完全燃燒時(shí)，放出7850kcal的熱量。當(dāng)不完全燃燒生成CO時(shí)，放出2214kcal的熱量。煤中的碳主要以有機(jī)化合物形式存在，其含量根據(jù)煤種不同有很大差異?！練洹繗涫侨剂现邪l(fā)熱量最高的元素，1kg氫完全燃燒產(chǎn)生H2O時(shí)能放出28780kcal的熱量。固體燃料中氫以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖?，含量?-10%。碳和氫：通過燃燒后分析尾氣中CO2和H2O的生成量測定。3.煤的元素分析【氮】

燃料中含氮量很少，一般為0.5-1.5%，大多以有機(jī)化合物形式存在。燃燒時(shí)大部分N

以N2

形式排放，少量轉(zhuǎn)化成氮氧化物，是燃料型NOx

的主要排放源。氮：在催化劑作用下使煤中的氮轉(zhuǎn)化為氨，堿液吸收，滴定?！玖颉?/p>

煤中的硫主要以有機(jī)硫、硫化鐵硫和硫酸鹽硫形式存在。燃燒時(shí)大部分硫以SO2

形式排放，是大氣污染物SO2

的主要排放源。硫：與氧化鎂和無水硫酸鈉混合物反應(yīng)，SSO42-，滴定。4.煤中硫的形態(tài)5.煤的成分表示方法要確切說明煤的特性，必須同時(shí)指明百分比的基準(zhǔn)，常用的基準(zhǔn)有以下四種：收到基：鍋爐爐前使用的燃料，包括全部灰分和水分

空氣干燥基：以去掉外部水分的燃料作為100%的成分，即在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行燃料分析時(shí)的試樣成分

5.煤的成分表示方法干燥基：以去掉全部水分的燃料作為100%的成分，干燥基更能反映出灰分的多少干燥無灰基：以去掉水分和灰分的燃料作為100%的成分5.煤的成分表示方法煤的成分的表示方法及其組成的相互關(guān)系5.煤的成分表示方法我國部分煤種的分析結(jié)果

5.煤的成分表示方法我國部分煤種的分析結(jié)果（續(xù)）6.其他燃料

石油液體燃料的主要來源原油是天然存在易流動(dòng)的液體，比重在0.78-1.00之間，主要由鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等碳?xì)浠衔锝M成主要含碳和氫，還有少量硫、氮和氧以及微量金屬氫含量增加時(shí)，比重減少，發(fā)熱量增加原油經(jīng)過蒸餾、裂化和重整過程，生產(chǎn)出各種汽油、溶劑、化學(xué)產(chǎn)品和燃料油原油中硫一般以有機(jī)硫的形式存在，硫的含量一般在0.1%-7%。原油中的硫分大約有80%~90%留于重餾分中6.其他燃料天然氣典型的氣體燃料一般組成為甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％天然氣的碳?xì)浔燃s為1：4。天然氣的比重為0.57，密度7.5×10-4g/cm3，平均熱值8900-9800kcal/Nm3。碳?xì)浠衔镆酝獾钠渌M分：水、二氧化碳、氮?dú)狻⒑夂土蚧瘹?。硫化氫具有腐蝕性，燃燒產(chǎn)物為硫的氧化物，所以很多國家規(guī)定了天然氣的總硫含量和硫化氫含量的最大允許值。6.其他燃料

非常規(guī)燃料:城市固體廢棄物商業(yè)和工業(yè)固體廢棄物農(nóng)產(chǎn)物和農(nóng)村廢物水生植物和水生廢物污泥處理廠廢物可燃性工業(yè)和采礦廢物天然存在的含碳和含碳?xì)涞馁Y源合成燃料非常規(guī)燃料替代煤、石油等日益減少的傳統(tǒng)燃料，不僅能在某些領(lǐng)域緩解能源危機(jī)，還是處理廢物的有效方式。

非常規(guī)燃料使用前須進(jìn)行分選、分解等特殊處理，并在特殊設(shè)備中進(jìn)行焚燒，燃燒產(chǎn)物常能產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染和水體污染。7.燃料組成的表示方法:CxHySzOwNv

Sample:C:77.2%,H:5.2%,N:1.2%,S:2.6%,O:5.9%andash:7.9%byweight.Determinethenormalizedmolarcomposition.ElementWt%mol/100gmol/mol(碳)C77.212=6.436.43=1.00H5.201=5.206.43=0.808N1.2014=0.08576.43=0.013S2.6032=0.08126.43=0.013O5.9016=0.3696.43=0.057ash7.96.43=1.23g/molCThenormalizedmolarcomposition:CH0.808N0.013S0.013O0.057

第二節(jié)燃料燃燒過程

1.燃料的燃燒過程

煤的燃燒同相燃燒

燃料中揮發(fā)性組分首先被蒸餾，與空氣擴(kuò)散混合，達(dá)到著火點(diǎn)后迅速燃燒，稱為同相燃燒。

異相燃燒

煤粉揮發(fā)后殘留的固定碳與空氣反應(yīng)，以固態(tài)燃燒，稱為異相燃燒。異相燃燒決定煤的燃燒過程，其燃燒速率取決于氧向固體表面的擴(kuò)散速度。1.燃料的燃燒過程液體燃料和氣體燃料的燃燒

燃料油的燃燒過程包括：燃料油的霧化、油霧粒子中可燃物的蒸發(fā)與擴(kuò)散，以及可燃物與空氣的混合燃燒，燃燒狀態(tài)受蒸發(fā)過程控制。氣體燃料不需要揮發(fā)或汽化，因此燃燒起來比煤或石油更直接，其燃燒過程包括氣體燃料與空氣的混合、可燃?xì)獾募訜崤c著火、燃燒反應(yīng)三個(gè)階段，燃燒狀態(tài)受空氣的擴(kuò)散和混合過程控制。2.燃燒產(chǎn)物完全燃燒：CO2、H2O不完全燃燒：CO2、H2O&CO、黑煙及其他部分氧化產(chǎn)物如果燃料中含有S和N，則會(huì)生成SO2和NO空氣中的部分N可能被氧化成NO－熱力型NOx3.影響燃燒過程的主要因素燃料完全燃燒的條件（3T）空氣條件：提供充足的空氣；但是空氣量過大，會(huì)降低爐溫，增加熱損失溫度條件（Temperature）：達(dá)到燃料的著火溫度時(shí)間條件（Time）：燃料在高溫區(qū)停留時(shí)間應(yīng)超過燃料燃燒所需時(shí)間燃料與空氣的混合條件（Turbulence）：燃料與氧充分混合3.影響燃燒過程的主要因素典型燃料的著火溫度3.影響燃燒過程的主要因素燃燒火焰溫度與燃料混合比的關(guān)系（以CH4為例）3.影響燃燒過程的主要因素典型鍋爐熱損失與過剩空氣量的關(guān)系3.影響燃燒過程的主要因素燃?xì)獗群突旌铣潭葘θ紵a(chǎn)物的影響4.燃燒過程中產(chǎn)生的污染物燃燒可能釋放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH、煙、飛灰、金屬及其氧化物等溫度對燃燒產(chǎn)物的絕對量和相對量都有影響燃料種類和燃燒方式對燃燒產(chǎn)物也有影響4.燃燒過程中產(chǎn)生的污染物燃燒產(chǎn)物與溫度的關(guān)系：4.燃燒過程中產(chǎn)生的污染物燃料種類對燃燒產(chǎn)物的影響（以1000MW電站為例）：4.燃燒過程中產(chǎn)生的污染物典型固態(tài)燃料的燃燒產(chǎn)物：4.燃燒過程中產(chǎn)生的污染物典型液態(tài)燃料的燃燒產(chǎn)物：4.燃燒過程中產(chǎn)生的污染物典型氣態(tài)燃料的燃燒產(chǎn)物：5.熱化學(xué)關(guān)系式發(fā)熱量：單位燃料完全燃燒時(shí)，所放出的熱量，即在反應(yīng)物開始狀態(tài)和反應(yīng)產(chǎn)物終了狀態(tài)相同情況下(通常為298K和1atm)的熱量變化（單位kJ／kg(固體、液體燃料)，或kJ／m3(氣體燃料)

）高位發(fā)熱量：包括燃燒生成物中水蒸氣的汽化潛熱低位發(fā)熱量：燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣仍以氣態(tài)存在時(shí)，完全燃燒過程所釋放的熱量WH

和

WW分別表示燃料中氫和水分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)

5.熱化學(xué)關(guān)系式燃燒設(shè)備的熱損失一個(gè)實(shí)際燃燒系統(tǒng)的熱效率不超過70%

左右，這是因?yàn)槿魏稳紵O(shè)備都存在熱損失

排煙熱損失不完全燃燒熱損失爐體散熱損失為保護(hù)鍋爐設(shè)備，工業(yè)鍋爐的排煙溫度選取433-473K，大、中型鍋爐的排煙溫度選取383-453K

5.熱化學(xué)關(guān)系式燃燒熱損失與空燃比的關(guān)系5.熱化學(xué)關(guān)系式燃燒熱損失與空燃比的關(guān)系隨著空氣由不足量轉(zhuǎn)向過量，不完全燃燒熱損失迅速減小理想混合條件下，總熱損失在理論空氣量時(shí)最小隨空燃比增加，排煙溫度上升，煙道熱損失近似線性增加，煙溫每升高12-15K，排煙熱損失增加1％輻射和爐壁熱損失取決于鍋爐外表面積、絕熱層質(zhì)量以及環(huán)境溫度和風(fēng)速，基本不受空燃比影響混合不充分時(shí)，熱量總損失的最小值出現(xiàn)在過量空氣一側(cè)，精確位置取決于燃料與空氣之間混合的程度，也取決于各種燃料的特征燃燒速率第三節(jié)燃燒過程計(jì)算燃燒反應(yīng)方程式建立燃燒方程式的假定：空氣組成

20.9%O2和79.1%N2，兩者體積比為：N2/O2=3.78燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒燃料中的硫主要被氧化為SO2不考慮NOX的生成燃料中的N在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為N2燃料的化學(xué)式為CxHySzOw2.燃料燃燒的理論空氣量燃料的摩爾質(zhì)量

=12x+1.008y+32z+16w(g/mol)理論空氣量：一般煤的理論空氣量

Va0=4－9m3／kg，液體燃料的Va0=10－11m3／kg，天然氣的Va0=8.0－19.5m3／m3fuel2.燃料燃燒的理論空氣量例題：3.空氣過剩系數(shù)實(shí)際空氣量與理論空氣量之比。以表示，通常>1,

值的大小決定于燃料種類、燃燒裝置型式及燃燒條件等因素。

部分爐型的空氣過剩系數(shù)4.空燃比單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量例如：汽油（～C8H18）的完全燃燒：汽油的質(zhì)量：128+1.00818=114.14空氣的質(zhì)量：3212.5+283.7812.5=1723空燃比

AF=15.115.煙氣體積計(jì)算理論煙氣體積

理論煙氣成分主要是CO2、SO2、N2

和水蒸氣煙氣中除水蒸氣以外的部分稱為干煙氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣為標(biāo)準(zhǔn)干煙氣含水蒸氣的煙氣稱為濕煙氣在理論空氣量下，單位質(zhì)量燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積。理論煙氣體積等于干煙氣體積和水蒸氣體積之和5.煙氣體積計(jì)算實(shí)際煙氣體積煙氣體積和密度的校正轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)下（273K、1atm）的體積和密度注意：美、日和全球監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)的標(biāo)態(tài)為298K、1atm5.煙氣體積計(jì)算過?？諝庑Ｕ龑?shí)際空氣量

=（1+a）（O2+3.78N2）完全燃燒：與理論空氣量相比多a（O2+3.78N2）此時(shí)煙氣中，O2的量為O2P=aO2，N2的量為N2P=3.78（1+a）N2空氣中O2=（20.9/79.1）N2=0.264N2，即進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的空氣總氧量為0.264N2P5.煙氣體積計(jì)算過剩空氣校正理論需氧量=0.264N2P-O2P，空氣過剩系數(shù)

=1+O2P/（0.264N2P-O2P）假如燃燒過程中產(chǎn)生CO，過剩氧量必須加以校正：O2P-0.5COP=1+（O2P-0.5COP

）/[0.264N2P-（O2P-0.5COP

）]

以上組分的量均可由奧氏煙氣分析儀測定。

6.污染物排放量計(jì)算方法：根據(jù)實(shí)測的污染物濃度和排煙量根據(jù)燃燒設(shè)備的排放因子、燃料組成和燃燒狀況預(yù)測煙氣量和污染物濃度排放因子（EmissionFactor）：單位質(zhì)量（摩爾或體積）物質(zhì)產(chǎn)生污染物的質(zhì)量6.污染物排放量計(jì)算排放因子舉例（煙煤、次煙煤－SOx、NOx、CO）6.污染物排放量計(jì)算排放因子舉例（煙煤、次煙煤－PM）6.污染物排放量計(jì)算排放因子舉例（機(jī)動(dòng)車）EF車型

污染物

例題講解1已知某種無煙煤的收到基全水分含量為5.0%，干燥基灰分含量26%，干燥無灰基元素分析結(jié)果如下：C：91.7%，H3.8%，O2.2%，N1.3%，S1.0%。試求該種煤的收到基組成和干燥基組成。2甲烷在空氣過剩20%的條件下完全燃燒，已知空氣的濕度為0.0116mol水/mol干空氣，試計(jì)算，燃燒1mol甲烷需要的實(shí)際空氣量，燃燒產(chǎn)物的量以及煙氣組成。

例題講解1解：題中所給無煙煤的收到基全水分含量為5.0%，因此灰分和干燥無灰基之和占收到基的95%，其中，灰分占收到基的95%*26%=24.7%，干燥無灰基占收到基的95%-24.7%=70.3%，占干燥基的100%-26%=74%。因此，收到基組成為：水分：5%；灰分：24.7%；C：91.7%*70.3%=64.47%；H3.8%*70.3%=2.67%；O：2.2%*70.3%=1.55%；N1.3%*70.3%=0.91%；S：1.0%*70.3%=0.70%。干燥基組成：灰分：26%；C：91.7%*74%=67.86%H：3.8%*74%=2.81%；O：2.2%*74%=1.63%N：1.3%*74%=0.96%；S：1.0%*74%=0.74%

例題講解2解：以1mol甲烷作為計(jì)算的基準(zhǔn)反應(yīng)，反應(yīng)式如下：需要的干空氣量：需要的實(shí)際空氣量：（2）忽略燃燒過程中NOX的形成，煙氣的組成為：CO2:1mol;H2O:(2+11.47*0.0116)mol=2.13mol；N2：0.79nd=0.79*11.47=9.06mol；O2：（11.47*0.21-2）mol=0.41mol。煙氣的總量：由此可計(jì)算各組分的體積，例如，對于CO2，其體積分?jǐn)?shù)為：第二章燃燒與大氣污染1.燃料的性質(zhì)2.燃料的燃燒過程3.燃燒過程計(jì)算4.燃燒過程中硫氧化物的形成5.顆粒污染物的形成6.其他污染物的形成第四節(jié)燃燒過程中硫氧化物的形成

1.硫的氧化機(jī)理燃料中硫的氧化：煤受熱后，在熱解釋放揮發(fā)分的同時(shí)，煤中有機(jī)硫和無機(jī)硫也揮發(fā)出來，然后分解成H2S、COS、CS2、S單質(zhì)或有機(jī)硫有機(jī)硫的分解溫度較低無機(jī)硫的分解速度較慢含硫燃料燃燒的特征是火焰呈藍(lán)色，由于反應(yīng)：在所有的情況下，它都作為一種重要的反應(yīng)中間體1.硫的氧化機(jī)理H2S的氧化：三個(gè)階段大部分H2S被消耗OH達(dá)到最大值，SO2達(dá)到最終濃度氫濃度達(dá)最大時(shí)，水濃度開始上升1.硫的氧化機(jī)理CS2和COS的氧化CS2

易燃，COS的可燃性較差，是CS2

燃燒形成的中間體

1.硫的氧化機(jī)理元素S的氧化通過鏈反應(yīng)被氧化，生成的SO3所占SOX的比例高（約20％）1.硫的氧化機(jī)理有機(jī)硫化物的氧化燃料中的有機(jī)硫可能以硫醇、硫化物或二硫化物的形式存在，通過基的分解、取代和氧化被轉(zhuǎn)化成SO2

2.SO2和SO3之間的轉(zhuǎn)化

燃料硫被氧化成SO2

后，少量SO2

可以直接被氧化成SO3，也可以被金屬氧化物催化氧化成SO3

反應(yīng)方程式SO2+O+MSO3+M（1）SO3+OSO2+O2

（2）SO3+HSO2+OH（3）SO3+MSO2+O+M（4）

在熾熱反應(yīng)區(qū)

，[O]

濃度很高，反應(yīng)（1）和（2）起支配作用

SO3生成速率

2.SO2和SO3之間的轉(zhuǎn)化當(dāng)d[SO3]/dt=0時(shí)，SO3濃度達(dá)到最大在富燃料條件下，[O]濃度低得多，SO3的去除反應(yīng)主要為反應(yīng)（3），SO3的最大濃度：[O]/[H]很小，SO2向SO3的轉(zhuǎn)化基本上被抑制SO3主要在貧燃條件下產(chǎn)生，SO2約占硫氧化物的95%。受熱面和金屬氧化物的催化作用可以大大提高SO3的濃度2.SO2和SO3之間的轉(zhuǎn)化燃燒后煙氣中的水蒸氣可能與SO3結(jié)合生成H2SO4，轉(zhuǎn)化率:轉(zhuǎn)化率與溫度密切相關(guān)H2SO4濃度越高，酸露點(diǎn)越高煙氣露點(diǎn)升高極易引起管道和空氣凈化設(shè)施的腐蝕2.SO2和SO3之間的轉(zhuǎn)化SO3的轉(zhuǎn)化率/%2.SO2和SO3之間的轉(zhuǎn)化煙氣的酸霧點(diǎn)曲線(水蒸氣含量11％，1atm)第五節(jié)燃燒過程中顆粒物的形成1.碳粒子的生成積炭的生成核化過程：氣相脫氫反應(yīng)并產(chǎn)生凝聚相固體碳核表面上發(fā)生非均質(zhì)反應(yīng)較為緩慢的聚團(tuán)和凝聚過程燃料的分子結(jié)構(gòu)是影響積炭的主導(dǎo)因素積炭的生成與火焰的結(jié)構(gòu)有關(guān)提高氧氣量可以防止積炭生成壓力越低則積炭的生成趨勢越小1.碳粒子的生成火焰的結(jié)構(gòu)預(yù)混火焰：氣體燃料和空氣在燃燒前充分混合擴(kuò)散火焰：燃料和空氣分別進(jìn)入燃燒區(qū)，混合然后發(fā)生反應(yīng)（實(shí)際中應(yīng)用最多），不僅是一個(gè)化學(xué)動(dòng)力學(xué)過程，而且是一個(gè)燃料與氧化劑混合的過程1.碳粒子的生成火焰的結(jié)構(gòu)（續(xù)）層流火焰：Re<2200，分子擴(kuò)散和傳導(dǎo)是控制過程湍流火焰：Re>2200，強(qiáng)烈的湍流作用，但分子擴(kuò)散仍然起作用Laminar transition developedturbulent heightJetvelocity1.碳粒子的生成乙炔火焰中生碳反應(yīng)過程1.碳粒子的生成石油焦和煤胞的生成燃料油霧滴在被充分氧化之前，與熾熱壁面接觸，發(fā)生液相裂化和高溫分解，出現(xiàn)結(jié)焦。石油焦比積炭更硬多組分重殘油的燃燒后期會(huì)生成煤胞，并且難以燃燒煤胞生成反應(yīng)的順序：烷烴烯烴帶支鏈芳烴凝聚環(huán)系瀝青半園體瀝青瀝青焦焦炭

煤胞為微小空心球形粒子，大小與油滴直徑成正比，一般為10～300um

2.燃煤煙塵的形成煙塵：固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物，包括：黑煙：未燃盡的碳粒，煤粉燃燒時(shí)，碳粒表面溫度和氧含量相對較低。如果燃燒不夠理想，煤粉在高溫下發(fā)生熱解作用，產(chǎn)生多環(huán)化合物，這樣就會(huì)冒黑煙。飛灰：不可燃礦物質(zhì)微粒，煤粉燃燒時(shí)，灰層中的部分灰分被氣流裹脅，最終以飛灰形式排放。理想的燃燒條件下，幾乎不產(chǎn)生黑煙，因此燃煤煙氣產(chǎn)生的煙塵主要成分是飛灰。煤粉燃燒過程碳表面的燃燒產(chǎn)物為CO，它擴(kuò)散離開表面并與O2反應(yīng)灰層碳層外擴(kuò)散2.燃煤煙塵的形成燃燒碳層中成分和溫度分布2.燃煤煙塵的形成煤粉燃燒過程理論上碳與氧的摩爾比近1.0時(shí)最易形成黑煙在預(yù)混火焰中，C/O大約為0.5時(shí)最易形成黑煙易燃燒又少出現(xiàn)黑煙的燃料順序?yàn)椋簾o煙煤焦炭褐煤低揮發(fā)分煙煤高灰發(fā)分煙煤碳粒子燃盡的時(shí)間與粒子的初始直徑、表面溫度、氧氣濃度等有關(guān)2.燃煤煙塵的形成黑煙形成的化學(xué)過程2.燃煤煙塵的形成高灰分燃料的擴(kuò)散燃燒2.燃煤煙塵的形成灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素2.燃煤煙塵的形成飛灰的形成過程2.燃煤煙塵的形成影響燃煤煙氣中飛灰排放特征的因素煤質(zhì)：灰分越高，含水量越少，則排塵濃度越高。燃燒方式煙氣流速：自然引風(fēng)鍋爐，煙氣流速越低，排塵濃度越低。對于機(jī)械引風(fēng)鍋爐，若不合理控制風(fēng)量，引風(fēng)帶塵的濃度將提高。爐排和爐膛的熱負(fù)荷：爐排熱負(fù)荷增大，灰分被氣流帶走，如果爐膛熱負(fù)荷增大，燃料不能充分燃燒，未燃盡的氣體將會(huì)以黑煙排走。鍋爐運(yùn)行負(fù)荷：鍋爐負(fù)荷越高，燃煤量增大，煙氣量增大，排塵濃度就會(huì)增大。鍋爐結(jié)構(gòu)2.燃煤煙塵的形成影響燃煤煙氣中飛灰排放特征的因素——煤質(zhì)2.燃煤煙塵的形成燃煤顆粒大小對飛灰含量的影響2.燃煤煙塵的形成影響煙煤煙氣中飛灰排放特征的因素——燃燒方式2.燃煤煙塵的形成幾種燃燒方式的煙塵百分比2.燃煤煙塵的形成幾種燃燒方式的煙塵顆粒概況2.燃煤煙塵的形成影響燃煤煙氣中飛灰排放特征的因素——運(yùn)行負(fù)荷火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)將火電廠按年限劃分為以下三個(gè)時(shí)段：Ⅰ時(shí)段－1992年8月1日之前建成投產(chǎn)或初步設(shè)計(jì)已通過審查批準(zhǔn)的新、擴(kuò)、改建火電廠；Ⅱ時(shí)段－1992年8月1日起至1996年12月31日期間環(huán)境影響報(bào)告書通過審查批準(zhǔn)的新、擴(kuò)、改建火電廠，包括1992年8月1日之前環(huán)境影響報(bào)告書通過審查批準(zhǔn)、初步設(shè)計(jì)待審查批準(zhǔn)的新、擴(kuò)、改建火電廠；Ⅲ時(shí)段－1997年1月1日起環(huán)境影響報(bào)告書待審查批準(zhǔn)的新、擴(kuò)、改建火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)分類煙塵最高允許排放濃度（mg/m3）在縣及縣以上城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的火電廠鍋爐200在縣規(guī)劃區(qū)以外地區(qū)的火電廠鍋爐500第I時(shí)段的在縣及縣以上城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)內(nèi)、1997年1月1日后還有10年及以上剩余壽命的火電廠鍋爐600第Ⅲ時(shí)段的火電廠鍋爐最高允許煙塵排放濃度火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)第Ⅲ時(shí)段火電廠各煙囪SO2最高允許排放濃度燃料收到基硫分（％）≤1.0>1.0最高允許排放濃度（mg/m3）21001200鍋爐額定蒸發(fā)量煤粉鍋爐

液態(tài)排渣固態(tài)排渣≥1000t/h1000650第Ⅲ時(shí)段的火電廠鍋爐氮氧化物最高允許排放濃度（mg/m3）第六節(jié)燃燒過程中其他污染物的形成1.有機(jī)污染物的形成

有機(jī)污染物，常常