燃烧与污染控制1
时间：2025-05-07
燃烧与污染控制主讲人: 陈文仲
燃烧与污染控制第一章：绪论 内容： 1 燃烧对大气的污染 污染物的组成，分类，发生源，对动、植物器官的伤 害。 2 降低污染的燃烧技术 NOx ,SOx , 烟尘, 躁声的生成机理与控制技术。 § 1 大气污染 1) 定义: (ISO) 通常是指由于人类的活动和自然过 程引起某些物质进入大气中, 呈现足够的浓度, 达到 了足够的时间;并且因此而危害了人体的舒适、健康、 福利或危害了环境。
2) 清洁空气与被污染空气的比较成分(mg/m3) SO2 清洁空气 0.0001~0.01 污染空气 0.02~2
CO2CO NOx CnHm 颗粒物
310~330<1 0.001~0.01 1 0.01~0.02
350~3702~2000 0.01~0.5 1~20 0.07~0.7
3)大气污染的分类 ① 局限性的局部大气污染。 ② 涉及某个地区的大气污染。 ③ 超过行政区划的广大地区的大气污染。 ④ 全球性的大气污染。(CO2 在百年之内体积含量将由 0.028%升至0.033%,破坏臭氧层) 4) 形成大气污染的要素： ① 污染源 (污染物质排放量，排放速率、类型和源结 构); ② 大气状态(载体); ③ 污染汇(受体)。
5)研究大气污染的目的 ① 查明污染源 ② 污染物的影响 ③ 制定检测手段和标准 ④ 控制污染的途径和治理方法 ⑤ 提供立法、管理的依据 §2 燃烧所产生的污染物及危害 分类 : 一次，二次 一次污染：大气污染物由污染源直接排入大气。 二次污染：大气污染物与大气中某些成分或几种一次性污 染物之间经过一系列的化学反应或光化学反应而生成的污染物。
燃烧污染物的种类： 污染物 固 态 尘 烟 雾 硫化物 气 氮化物 一次污染物 d= 1~20 µm 二次污染物 无 无 无 SO3,H2SO4,M2SO4 NO2,HNO3,MNO3
d=0.01~1 µm 液滴悬浮物 SO2,H2S NO,NH3
碳氢化合物碳氧化合物 态 卤素化合物
HCCO,CO2 HF,HCl
酮，醛，PAN无 无
1)烟雾和粉尘 气溶胶 →主要是烟黑 ① 组成：C、H、O、N、S 组成的复杂化合物。 ② 产生原因： 燃烧不完全。 n ↓ 固：无烟煤→焦碳→褐煤→低挥发分的烟煤 →高挥发分的烟煤 液：轻油→中油→重油→煤焦油 ③ 分类： d>1µm 烟尘 d<1µm 烟气 1µm<d<10µm 粉尘 d<0.1µm 不会沉降，永远漂浮
④ 危害：苝、芘、苊(C12H10)、蒽(C14H10)、菲全是至癌物质 。引起鼻炎、支气管炎、肺癌。(d<5µm 的颗粒等被肺部 吸收) SO2→(飘尘作用下)SO3→H2SO4(烟雾) ⑤ 含量与危害： 浓度>0.1mg/m3 对健康不利。 浓度>0.4mg/m3 能引起支气管内分泌物量增多。 浓度>0.75mg/m3 能使有呼吸系统疾病的人、心血管 疾病的人死亡。 2)SO2: 形成硫酸烟雾。 ① 来源：燃料中。 煤含硫 ：0.1~10% 油含硫 ：0.8~ 2%
②
去向：S+O2=SO2 : 占90~95% 硫酸盐 ： 占5~10
% ③ 反应：在温带上空SO 2 1 2 O2 Fe .Mn SO 3
SO3 H 2 O H 2 SO 4
在亚热带和温带上空h SO 2 SO 2
SO 2 O 2 SO 4(臭氧) SO 4 O 2 SO 3 O 3
④
危害：导致支气管炎，肺气肿，肺癌。 H2SO4毒性比SO2大10倍。
3)CO,CO2 CO2:一般燃烧产物占5--20%。 RO2′大=21/(1+β ) 汽车尾气：7~13% CO:较少。当 n ↓,CO% ↑。 危害：CO属于剧毒窒息性气体；引起气喘、恶心、虚 脱甚至死亡。 CO2 对动、植物无害，温室效应。 4)NOx 组成：NO,NO2(主要),N2O,N2O3,N2O4,N2 O5。 产生：NO产生在燃烧中心(高温区)。NO NO2 N 2 O3 (可在常温下进行) h NO 2 NO O
危害：① NO:有毒。NO2毒性比NO强4~5倍。 ② NO2→PAN(强至癌物质) ③ 破坏臭氧层： 臭氧： h O O O2
O2 O
O3
在平流层中: H=11000mNO O 3 NO 2 O 2NO O2
NO 2 O
④ 雨。
[O3] ↓,臭氧层被破坏。 NOx与SOx和粉尘共存形成毒性非常大的酸或酸
5)碳氢化合物：环芳烃、芳烃→致癌物质。 §3 环境质量标准 1)环境标准：根据排烟当中各种污染物对人类及植物 的危害程度规定它们在大气中的最高允许含量。 2)排放标准：某一个行业所排放污染物含量的最大值。 3)环境质量标准分级： 一级：为了保护人类身体健康，人们长期在这种环 境中生存而不发生危害。 二级：为了保护人类身体健康，人们短期接触这种 环境而不发生危害。 三级： 人或动物、植物长期在这种环境中生存而 不发生急、慢性中毒，植物能正常生长。
4) 大气环境质量地区分类: 一类: 国家自然保护区、风景区、游览区、 名胜古迹和疗养地。 二类：居民区、交通、商业、文化区，农村。 三类：交通枢纽、干线。 §4 燃料燃烧与大气污染 1)大气污染物来源： ① 自然源：火山活动(SO2,H2S);森林火 灾(CO);生物反应(细菌)(H2S、NO、NO2、N2O、CH、 CO2);土壤中的生物活动(N2O)。 ② 人工源：燃料燃烧(CO、CO2、SO2、NO、 NO2、CH)。
2)燃料污染物的分布：部门 份额 % 火力发电厂、工 业锅炉 70 钢铁、化工 20 交通运输 10
燃料构成：种类 份额 % 煤炭 70.6 液体燃料 17.2 气体燃料 12.2
火电厂燃烧污染物的组成：SO2 粉尘 NOx CO CH
58%
17%
15%
5%
5%
3)污染物排放量与燃料种类的关系：污染物(mg/m3) 煤 重油 天然气 有机物 25.0 0.8 0.2 粉尘 25.0 3.0 0.1 CO 65.0 1.0 5.0 NOx 100.0 18 5.0
4)燃烧方式与污染物排放的关系：层燃炉 灰分含量(占总灰 分%) 粉尘浓度 g/m
3 颗粒组 成 ≤10µm ≤149µm 15~20 2 7% 57% 抛煤机炉 20~40 3~8 11% 73% 粉煤炉 70~80 10~30 40% 100% 沸腾炉 40~60 20~60
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