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能源燃烧是引起空气污染的主要原因,研究燃烧过程的污染控制有重要意义。主要讨论锅炉燃烧过程的污染控制。
("一料的种类,目前人们广泛采用的燃料主要是煤、石油、天然气等化石燃料,又称常规燃,。可以,^的非常规燃料种类很多,例如可燃的固体废物(城市垃圾和污泥、工业废料III尾,;业废物〉、再生燃料和合成燃料。常规燃料按其形态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。
固体燃料固体燃料主要是煤。煤是一种复杂的物质聚集体,主要由碳、氢和少量的氧、氮、硫等元素组成。按形成年代的不同,煤可分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类。
褐煤形成时间最短,呈黑色、褐色或泥土色。褐煤的挥发物含量较高(大于405^,且析出温度较低。干燥无灰的褐煤含碳60^〜75^,含氧20^〜25^,含氮0,8^〜1, 7^,含水量和含灰量较高,发热量较低^《。(^〜^(^(^]^/]^),不能用于炼焦。
!).烟煤形成时间较长,黑色,含碳75^〜90乂,含挥发物10^〜40^,含氮0,4^〜1,2^,发热量27000〜370001^1/1^,密度1200〜1500158^113 。烟煤的含氧量低, 含水量和含灰量已不那么高,成焦性强。
。无烟煤形成时间最长,黑色,有光泽,机械强度高。无烟煤含碳量高〈一般髙于^〗^),含氮0, 5^,含挥发物量低于10^,发热量33500〜356001^^8,密度1400〜1800 !^/^3。无烟煤着火困难,储存稳定性好,成焦性很差。
固体燃料燃烧困难,容易发生不完全燃烧,产生的污染物量大。
液体燃料液体燃料主要是石油。原油是天然存在的由链烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成的混合液体,含碳、氢和少量的氧、氮、硫等元素,还含有微量金属元素,如镍、钥等,也可能受氯、砷和铅的污染。
原油经蒸馏、裂化和重整,生产出各种规格的燃料油、溶剂和化工产品。构成燃料的烃,所含原子数越少,着火点越低。石油产品按镏分由轻到重通常分为汽油、煤油、柴油和重油。
3,汽油航空汽油的沸点40〜150匸,密度710〜7401^^13;车用汽油的沸点50〜200*0 ;密度730〜7601^^1113。
I煤油沸点150〜280'(:,密度780〜8201^^113,是喷气发动机的燃料,也可作为民用燃料。
^柴油沸点200〜350'(:,密度800〜8501^^113 ,是车船及各种机械动力发动机用燃料。
丄重油原油加工的残留物,以重馏分为主;密度大,黏度大,含硫量高,热值低, 燃烧性能差。
液体燃料发热量高,燃烧产生的污染物量较少。
气体燃料气体燃料有天然和人工制造两类,常用的有天然气、液化石油气、焦炉煤气、发生炉煤气等。
天然气由油气地质构造地层采出,主要成分为甲烷(约85^^,其次为乙垸(约10^〉和丙垸(约;^),还有少量的002、 1^2、 02、 823和00等。天然气是工业、交通和民用的燃料和化工原料。
匸液化石油气石油精炼过程的副产品,含(^〜(^烃类,加压液化后储存和输送,
减压汽化后燃烧。液化石油气可作为民用或汽车发动机燃料。
。裂化石油气通水蒸气、空气或氧气使原油或重油裂化制得。裂化石油气热值在
4168〜125604^113 ,通常作城市燃气(可与焦炉气混合〕。
1焦炉(煤)气炼焦副产品.含(:。、0^4和92等可燃成分和~2、 002等不可燃气体(合计约占8^〜16^〉。焦炉煤气是主要的一种城市燃气。
发生炉煤气由煤气化制得.有空气煤气、水煤气和空气-蒸汽煤气等几种。
气体燃料容易燃烧,燃烧效率高,产生的污染物量很少。
气体燃料通常以标准状态下的体积计量3
〔2〉燃料的成分燃料的成分分析包括工业分析和元素分析两种。
工业分析工业分析主要针对煤进行,包括水分、灰分、挥发分和固定碳等项指标,并以此估算热值。
水分煤的水分包括外部水分和内懿水分:外部水分是粒径在13111111以下的煤样
在318〜323民温度下干燥311听失去的水分^量占原样品质量的百分数;内部水分是上述样品在375〜380压温度下继续干燥21!失去的水分贡量占原样品质量的百分数。两部分水分之和即为煤的全部水分。
15.灰分煤中不可燃物的质量占总质量的百分数:
。挥发分挥发物是指煤干馏时放出的气态可燃物:挥发分是&干的煤样在1200& 温度下,加热71^11所失去质量占煤样质量的百分数。
固定碳煤除去水、灰和挥发物三部分,就是固定碳,它是煤的主要可燃物,
元素分析燃料(尤其是煤)所含元素很多,通常主要测定碳、氢、琉、家、氧几种元素。
燃料中的碳、氢是主要可燃成分,硫是烟气中硫氧化物生成的物质基础,氮是燃料中氮氧化物生成的物质基础。
煤的质量基准由于煤中水分和灰分的含量受到外界条件的影响,其他成分的百分量亦随之变更,所以不能简单地用成分百分量表明煤的种类和某些特性,而必须同时指明百分数的基准是什么。"基"就是表示化验结果是以什么状态下的煤样为棊础而得出的。煤质分析中常用的"基^有^气干,基、^燥基、收,基、亏燥无灰基、干燥无矿物质基。