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1、第一章第一章概论概论大气污染的定义v大气污染指大气中某种物质的浓度超过正常水平，造成可测的对人体、动物、植被和材料的影响的大气状况。v大气污染指大气中某种不良成分达到一定的浓度，造成有害的影响的大气状况。这种成分可能对人体健康、植被、器物或者全球环境以及通过浑浊的空气或不愉快的气味对环境美学造成负面的影响。v如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。n n大气污染物：气溶胶状态污染物和气体状态污染物。n n气体状态污染物：一次污染物和二次污染物。一次大气污染物一次大气污染物:v直接以原始形态排放入大
2、气中并达到足够的排放量从而造成健康威胁的污染物一次大气污染物来源一次大气污染物来源污染物污染物来源来源CO化石燃料的不完全燃烧、香烟烟雾化石燃料的不完全燃烧、香烟烟雾碳氢化合物碳氢化合物化石燃料的不完全燃烧、香烟烟雾化石燃料的不完全燃烧、香烟烟雾颗粒污染物颗粒污染物化学品、燃烧化石燃料、农业耕作、工业废物、化学品、燃烧化石燃料、农业耕作、工业废物、建筑拆除建筑拆除SO2化石燃料燃烧、冶炼矿石化石燃料燃烧、冶炼矿石NOx化石燃料燃烧化石燃料燃烧二次大气污染物二次大气污染物:v二二次次大大气气污污染染物物指指大大气气中中的的一一次次污污染染物物通通过过化化学学反反应应生成的化学物质。生成的化学物质
3、。u光光化化学学烟烟雾雾是是大大气气中中氮氮氧氧化化物物和和碳碳氢氢化化合合物物在在紫紫外外线线照射下反应生成的多种污染物的混合物。照射下反应生成的多种污染物的混合物。光光化化学学烟烟雾雾最最具具危危害害的的两两种种物物质质是是臭臭氧氧(O3)和和过过氧氧乙乙酰硝酸酯酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。u酸沉降酸沉降是指某一平面上具有致酸潜势的物质的积累。是指某一平面上具有致酸潜势的物质的积累。致酸物质是自然和人为活动的过程中产生的。致酸物质是自然和人为活动的过程中产生的。致酸物质按存在形态分为干和湿两种。致酸物质按存在形态分为干和湿两种。全球变暖和气候变化全球变暖和
4、气候变化:主要温室气体 GasContributiontoglobalwarming()CO257CFCS25CH412N2O6排放源排放源:自然源自然源-Natural sources-Natural sources地质地质-Geological:-Geological:geyser,volcano,oceangeyser,volcano,ocean火山、大海火山、大海气象气象Meteorological:lightningMeteorological:lightning闪电闪电动物群动物群Fauna:Fauna:ruminants,termitesruminants,termites 植被
5、植被VegetationsVegetations等等Etc.Etc.排放源排放源:人为来源人为来源-Anthropogenic sources-Anthropogenic sources运输运输-Transportation-Transportation发电发电-Electric power generation-Electric power generation工业制造工业制造-Industrial processes-Industrial processes工工业业和和民民用用燃燃料料的的燃燃烧烧-Industrial-Industrial and and domestic domesti
6、c fuel fuel burningburning垃圾焚烧垃圾焚烧-Refuse burning-Refuse burning等等-Etc.-Etc.中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准环境空气质量标准环境空气质量标准AmbientairqualitystandardGB30951996(代替代替GB309582)国家环境保护局国家环境保护局1996-01-18批准批准1996-10-01实施实施v主题内容与适用范围主题内容与适用范围本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法污染物项目、取
7、值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。及数据统计的有效性规定。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。v 环境空气质量功能区的分类和标准分级环境空气质量功能区的分类和标准分级环境空气质量功能区分类环境空气质量功能区分类一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。的地区。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区为特定工业区。三类区为特定工业区。环境空气
8、质量标准分级（环境空气质量标准分为三级）环境空气质量标准分级（环境空气质量标准分为三级）一类区执行一级标准一类区执行一级标准二类区执行二级标准二类区执行二级标准三类区执行三级标准三类区执行三级标准控制大气污染的技术措施1)清洁生产：清洁的生产过程和清洁的产品2)可持续发展的能源战略改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例提高能源利用效率和节约能源推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术积极开发利用新能源和可再生能源3)建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量控制污染的经济政策1)必要的环境保护投资环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.5%1
9、，发达国家为1%2我国目前比例为0.7%0.8，希望能达到1.52)实行“污染者和使用者支付原则”，可采用的经济手段：建立市场（排污许可证制度等）税收手段（污染税、资源税等）收费制度（排污费等）财政手段（生态环境基金等）责任制度（赔偿损失和罚款等）1、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物气溶胶状态污染物和和气体状态污染物气体状态污染物。5、按人们的社会活动功能不同，大气人为污染源主要有三方面：、按人们的社会活动功能不同，大气人为污染源主要有三方面：生活污染源、工业污染源和交通运输污染源生活污染源、工业污染源和交通
10、运输污染源。2、气态污染物又可分为：、气态污染物又可分为：一次污染物一次污染物和和二次污染物二次污染物。3、一次污染物主要有：、一次污染物主要有：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和和有机化合物有机化合物。4、二次污染物主要有：、二次污染物主要有：硫酸烟雾硫酸烟雾和和光化学烟雾光化学烟雾。6、中国的大气污染仍以、中国的大气污染仍以为主，为主，煤烟型煤烟型主要污染物是：主要污染物是：SO2和烟尘和烟尘。7、大气污染物固定源包括二类：、大气污染物固定源包括二类：燃料燃烧燃料燃烧和和工业生产工业生产。8、大气污染侵入人体主要有三种途径：、大气污染侵入人体主要有三种途径：表面接触
11、、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气。9、环境空气质量分为、环境空气质量分为级；环境空气质量功能区分为级；环境空气质量功能区分为类；一类区执行类；一类区执行级标准；二类区执行级标准；二类区执行级标准；三类区执行级标准；三类区执行级标准。级标准。简答题简答题n n列举大气和干洁空气的组成列举大气和干洁空气的组成列举大气和干洁空气的组成列举大气和干洁空气的组成n n简述目前存在的全球性大气污染问题简述目前存在的全球性大气污染问题简述目前存在的全球性大气污染问题简述目前存在的全球性大气污染问题n n列举大气中主要的气态污染区及其来源列举大气中主
12、要的气态污染区及其来源列举大气中主要的气态污染区及其来源列举大气中主要的气态污染区及其来源n n气溶胶状态污染物按来源和物理属性可分为哪几类？气溶胶状态污染物按来源和物理属性可分为哪几类？气溶胶状态污染物按来源和物理属性可分为哪几类？气溶胶状态污染物按来源和物理属性可分为哪几类？n n大气中大气中大气中大气中SO2SO2发生机制有如下说法，判断对错发生机制有如下说法，判断对错发生机制有如下说法，判断对错发生机制有如下说法，判断对错1 1）大气中）大气中）大气中）大气中SO2SO2污染一半由认为污染源所排放污染一半由认为污染源所排放污染一半由认为污染源所排放污染一半由认为污染源所排放2 2）主要
13、是由燃烧含硫煤和石油而产生）主要是由燃烧含硫煤和石油而产生）主要是由燃烧含硫煤和石油而产生）主要是由燃烧含硫煤和石油而产生3 3）当大气相对湿度较大，且颗粒物粉尘受太阳紫外光照射）当大气相对湿度较大，且颗粒物粉尘受太阳紫外光照射）当大气相对湿度较大，且颗粒物粉尘受太阳紫外光照射）当大气相对湿度较大，且颗粒物粉尘受太阳紫外光照射时，时，时，时，SO2SO2将会产生硫酸型光化学烟雾。将会产生硫酸型光化学烟雾。将会产生硫酸型光化学烟雾。将会产生硫酸型光化学烟雾。第二章第二章燃烧与大气污染燃烧与大气污染1.1.燃料的性质燃料的性质燃料的性质燃料的性质2.2.燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程燃
14、料的燃烧过程3.3.烟气体积计算烟气体积计算烟气体积计算烟气体积计算4.4.燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成5.5.颗粒污染物的形成颗粒污染物的形成颗粒污染物的形成颗粒污染物的形成6.6.其他污染物的形成其他污染物的形成其他污染物的形成其他污染物的形成第一节第一节燃料的性质燃料的性质燃料的分类燃料的分类按获得方法分按获得方法分按物按物态分态分天然燃料天然燃料人工燃料人工燃料固体燃料固体燃料木柴、煤、油页岩木柴、煤、油页岩木炭、焦炭、煤粉等木炭、焦炭、煤粉等液体燃料液体燃料石油石油汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、重油重油气体燃料
15、气体燃料天然气天然气高炉煤气、发生炉煤高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气气、焦炉煤气一一.煤的分类和组成煤的分类和组成n煤的煤的基本分类基本分类q褐煤褐煤n最低品味的煤，形成年代最短，热值较低q烟煤烟煤n形成年代较褐煤长，碳含量75%90。成焦性较强，适宜工业一般应用q无烟煤无烟煤n煤化时间最长，含碳量最高（高于93），成焦性差,发热量大n煤的成分分析煤的成分分析工业分析（工业分析（proximateanalysis）测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热值，是评价工业用煤的主要指标。元素分析（元素分析（ultimateanalysis）用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳
16、、氢、氮、硫和氧的含量。u煤的工业分析煤的工业分析u水分：水分：u一一定定重重量量13mm以以下下粒粒度度的的煤煤样样，在在干干燥燥箱箱内内318323K温温度度下下干燥干燥8h，取出冷却，称重取出冷却，称重外部水分外部水分u将将失失去去外外部部水水分分的的煤煤样样保保持持在在375380K下下，约约2h后后，称称重重内部水分内部水分u挥发分：挥发分：u失失去去水水分分的的试试样样密密封封在在坩坩埚埚内内，放放在在1200K的的马马弗弗炉炉中中加加热热7min，放入干燥箱中冷却至常温再称重放入干燥箱中冷却至常温再称重固定碳固定碳失失去去水水分分和和挥挥发发分分后后的的剩剩余余部部分分（焦焦炭炭
17、）放放在在800 20 C的的环环境境中中灼灼烧烧到到重重量量不不再再变变化化时时，取取出出冷冷却。焦炭所失去的重量为固定碳却。焦炭所失去的重量为固定碳灰分：灰分：从从煤煤中中扣扣除除水水分分、灰灰分分以以及及挥挥发发分分后后剩剩余余的的部部分分为为固固定碳定碳u煤的元素分析煤的元素分析碳和氢：通过燃烧后分析尾气碳和氢：通过燃烧后分析尾气中中CO2和和H2O的生成量测定的生成量测定氮氮：在在催催化化剂剂作作用用下下使使煤煤中中的的氮氮转转化化为为氨氨，碱碱液液吸吸收收，滴定滴定硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，SSO42-，滴定滴定n煤中硫的形态煤中硫的形
18、态n n煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分空空气气干干燥燥基基：以以去去掉掉外外部部水水分分的的燃燃料料作作为为100%的的成成分分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分即在实验室内进行燃料分析时的试样成分干干燥燥基基：以以去去掉掉全全部部水水分分的的燃燃料料作作为为100%的的成成分分，干干燥基更能反映出灰分的多少燥基更能反映出灰分的多少干干燥燥无无灰灰基基：以以去去掉掉水水分分和和灰灰分分的的燃燃料料作作为为100%的的成成分分uu煤的成分的表示方法及其组成的相
19、互关系煤的成分的表示方法及其组成的相互关系煤的成分的表示方法及其组成的相互关系煤的成分的表示方法及其组成的相互关系第二节第二节燃料燃烧过程燃料燃烧过程1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素q燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物完全燃烧：完全燃烧：CO2、H2O不不完完全全燃燃烧烧：CO2、H2O&CO、黑烟及其他部分氧化产物如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO空气中的部分N可能被氧化成NO热力型NOx1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素n燃料完全燃烧的条件燃料完全燃烧的条件空空气气条条件件：提提供供充充足足的的空空气气；但但是是空空气气量量过过大大，会会降降低低炉炉
20、温温，增加热损失增加热损失温度条件（温度条件（Temperature）：）：达到燃料的着火温度达到燃料的着火温度时时间间条条件件（Time）：燃燃料料在在高高温温区区停停留留时时间间应应超超过过燃燃料料燃燃烧烧所需时间所需时间燃料与空气的混合条件（燃料与空气的混合条件（Turbulence）：）：燃料与氧充分混合燃料与氧充分混合2.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量n建立燃烧方程式的假定建立燃烧方程式的假定：空气组成空气组成20.9%O2和和79.1%N2，两者体积比为：两者体积比为：N2/O2=3.78燃料中固定氧可用于燃烧燃料中固定氧可用于燃烧燃料中硫主要被氧化为燃料中硫主要被氧化为
21、SO2不考虑不考虑NOX的生成的生成燃料中的燃料中的N在燃烧时转化为在燃烧时转化为N2燃料的化学式为燃料的化学式为CxHySzOw2.燃料燃烧的理论空气燃料燃烧的理论空气量量燃烧方程式：燃烧方程式：燃烧方程式：燃烧方程式：燃料重量燃料重量=12=12x x+1.008+1.008y y+32+32z z+16+16w w理论空气量：理论空气量：煤煤 47m47m3 3/kg/kg，液体燃料液体燃料1011m1011m3 3/kg/kg n空燃比（空燃比（AF）单位质量燃料燃烧所需要的空气质量单位质量燃料燃烧所需要的空气质量例如：汽油（例如：汽油（C8H18）的完全燃烧：的完全燃烧：汽油的质量：
22、128+1.00818=114.14空气的质量：3212.5+283.7812.5=1723空燃比AF=15.113.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物n燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH、烟、飞灰、金属及其氧化物等烟、飞灰、金属及其氧化物等n温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响n燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响4.热化学关系式热化学关系式n发热量发热量：单单位位燃燃料料完完全全燃燃烧烧时时，所所放放出出的的热热量量，即即在在反反应应物物开开始始状状态态和和反应
23、产物终了状态相同下的热量变化（反应产物终了状态相同下的热量变化（kJ/kgorkcal/kg）高位发热量：包括燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热高位发热量：包括燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热低低位位发发热热量量：燃燃烧烧产产物物中中的的水水蒸蒸气气仍仍以以气气态态存存在在时时，完完全全燃燃烧烧过程所释放的热量过程所释放的热量u燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失排烟热损失排烟热损失不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失散热损失散热损失n在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低n不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧不充
24、分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧第三节第三节烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算1.烟气体积计算烟气体积计算理论烟气体积理论烟气体积CO2、SO2、N2和和H2O干烟气、标准干烟气、湿烟气干烟气、标准干烟气、湿烟气烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正转化为标态下（转化为标态下（273K、1atm）的体积和密度的体积和密度注意：美、日和全球监测系统网的标态为注意：美、日和全球监测系统网的标态为298K、1atm。1.烟气体积计算烟气体积计算过剩空气校正过剩空气校正q实际空气量实际空气量=（1+）（O2+3.78N2）q完全燃烧：与理论空气量相比多完全燃烧：与理论空气量
25、相比多 （O2+3.78N2）q此此时时烟烟气气中中，O2的的量量为为O2P=O2，N2的的量量为为N2P=3.78（1+）N2q空空气气中中O2=（20.9/79.1）N2=0.264N2，即即进进入入燃燃烧烧系系统统的的空气总氧量为空气总氧量为0.264N2Pq理理论论需需氧氧量量=0.264N2P-O2P，空空气气过过剩剩系系数数=1+O2P/（0.264N2P-O2P）q假假如如燃燃烧烧过过程程中中产产生生CO，过过剩剩氧氧量量必必须须加加以以校校正正：O2P-0.5COP=1+（O2P-0.5COP）/0.264N2P-（O2P-0.5COP）以上组分的量均可由烟气分析仪测定。以上组
26、分的量均可由烟气分析仪测定。2.污染物排放量计算污染物排放量计算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、燃料组成和燃烧状况预测烟气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量和污染物浓度第四节第四节燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成1.硫的氧化机理硫的氧化机理有机硫的分解温度较低有机硫的分解温度较低无机硫的分解速度较慢无机硫的分解速度较慢含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间
27、体1.硫的氧化机理H2S的氧化的氧化2.SO2和SO3之间的转化l反应方程式反应方程式lSO2+O+MSO3+M（1）lSO3+OSO2+O2（2）lSO3+HSO2+OH（3）lSO3+MSO2+O+M（4）l在炽热反应区在炽热反应区，O浓度很高，反应浓度很高，反应（1）和和（2）起支配作用起支配作用SO2的消耗2.SO2和和SO3之间的转化之间的转化lSO3生成速率生成速率l当当dSO3/dt=0时，时，SO3浓度达到最大浓度达到最大l在富燃料条件下，在富燃料条件下，O浓度低得多，浓度低得多，SO3的去除反应主要为反应的去除反应主要为反应（3），），SO3的的最大浓度：最大浓度：l燃烧后烟
28、气中的水蒸气可能与燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成结合生成H2SO4，转化率转化率:l转化率与温度密切相关转化率与温度密切相关lH2SO4浓度越高，酸露点越高浓度越高，酸露点越高l烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀第五节第五节燃烧过程中颗粒物的形成燃烧过程中颗粒物的形成1.碳粒子的生成碳粒子的生成 积炭的生成积炭的生成积炭的生成积炭的生成1.核化过程：气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳核化过程：气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳2.核表面上发生非均质反应核表面上发生非均质反应3.较为缓慢的聚团和凝聚过程较为缓慢的聚团和凝聚过程燃料的分子结构
29、是影响积炭的主导因素燃料的分子结构是影响积炭的主导因素积炭的生成与火焰的结构有关积炭的生成与火焰的结构有关提高氧气量可以防止积炭生成提高氧气量可以防止积炭生成压力越低则积炭的生成趋势越小压力越低则积炭的生成趋势越小1.碳粒子的生成l火焰的结构火焰的结构预混火焰：气体燃料和空气在燃烧前充分混合扩散火焰：燃料和空气分别进入燃烧区，混合然后发生反应（实际中应用最多），不同的区域有不同的(0)值1.碳粒子的生成l石油焦和煤胞的生成石油焦和煤胞的生成燃料油雾滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相燃料油雾滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相裂化和高温分解，出现结焦裂化和高温分解，出现结焦多组
30、分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。焦粒生成反应的顺序：烷烃焦粒生成反应的顺序：烷烃烯烃烯烃带支链芳烃带支链芳烃凝聚环系凝聚环系沥青沥青半园体沥青半园体沥青沥青焦沥青焦焦炭焦炭2.燃煤烟尘的形成l烟尘烟尘：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：黑烟：未燃尽的碳粒黑烟：未燃尽的碳粒飞灰：不可燃矿物质微粒飞灰：不可燃矿物质微粒l煤粉燃烧过程煤粉燃烧过程碳表面的燃烧产物碳表面的燃烧产物为为CO，它扩散离开表面并与它扩散离开表面并与O2反应反应灰灰层层碳层碳层外扩散外扩散2.燃煤烟尘的形成l煤粉燃烧过程煤粉燃烧过程理论上碳与氧的
31、摩尔比近理论上碳与氧的摩尔比近1.0时最易形成黑烟时最易形成黑烟在预混火焰中，在预混火焰中，C/O大约为大约为0.5时最易形成黑烟时最易形成黑烟易燃烧又少出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤易燃烧又少出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤焦炭焦炭褐煤褐煤低挥低挥发分烟煤发分烟煤高灰发分烟煤高灰发分烟煤碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓度等有碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓度等有关关2.燃煤烟尘的形成l黑烟形成的化学过程黑烟形成的化学过程若燃烧不够理想，煤燃烧不好，且在高若燃烧不够理想，煤燃烧不好，且在高温下发生热解作用，热解易形成多环化温下发生热解作用，热解易形成多环化合物，这
32、样就会冒黑烟合物，这样就会冒黑烟2.燃煤烟尘的形成l高灰分燃料的扩散燃烧高灰分燃料的扩散燃烧假设在灰层边界上氧气浓度和烟气假设在灰层边界上氧气浓度和烟气中氧的浓度相同，在燃料表面，氧中氧的浓度相同，在燃料表面，氧气浓度接近于气浓度接近于0.2.燃煤烟尘的形成l影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素煤质煤质燃烧方式燃烧方式烟气流速烟气流速炉排和炉膛的热负荷炉排和炉膛的热负荷锅炉运行负荷锅炉运行负荷锅炉结构锅炉结构l l火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准v本标准将火电厂按年限划分为以下三个时段：v时段1992年
33、8月1日之前建成投产或初步设计已通过审查批准的新、扩、改建火电厂；v时段1992年8月1日起至1996年12月31日期间环境影响报告书通过审查批准的新、扩、改建火电厂，包括1992年8月1日之前环境影响报告书通过审查批准、初步设计待审查批准的新、扩、改建火电厂；v时段1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂大气污染物排放标准大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准分类烟尘最高允许排放浓度（mg/m3）在县及县以上城镇规划区内的火电厂锅炉200在县规划区以外地区的火电厂锅炉500第I时段的在县及县以上城镇规划区内、1997年1月1日后还有10年及
34、以上剩余寿命的火电厂锅炉600第第时段的火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度时段的火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准第第时段火电厂各烟囱时段火电厂各烟囱SO2最高允许排放浓度最高允许排放浓度燃料收到基硫分（）1.01.0最高允许排放浓度（mg/m3）21001200锅炉额定蒸发量煤粉锅炉液态排渣固态排渣1000t/h1000650第第时段的火电厂锅炉氮氧化物最高允许排放浓度（时段的火电厂锅炉氮氧化物最高允许排放浓度（mg/m3）第六节第六节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除前面讲到的几种外，燃烧过程还产生氮氧化物、除前面讲到的几种外，燃
35、烧过程还产生氮氧化物、有机污染物有机污染物和和CO等。等。形成历程形成历程1.链烃分子氧化脱氢形成乙烯和乙炔链烃分子氧化脱氢形成乙烯和乙炔2.延长乙炔的链形成各种不饱和基延长乙炔的链形成各种不饱和基3.不饱和基进一步脱氢形成聚乙炔不饱和基进一步脱氢形成聚乙炔4.不饱和基通过环化反应形成不饱和基通过环化反应形成C6C2型芳香族化合物型芳香族化合物5.C6C2基逐步合成为多环有机物基逐步合成为多环有机物1.有机污染物的形成比较活泼的碳氢化合物可能是产生比较活泼的碳氢化合物可能是产生光化学烟雾光化学烟雾的直的直接原因接原因碳氢化合物的产生量与碳氢化合物的产生量与燃料组成燃料组成密切相关密切相关燃料中
36、燃料中高分子碳氢化合物浓度与高分子碳氢化合物浓度与POM排放排放水平具有水平具有相关性相关性燃料与空气的充分混合可降低有机物的含量，但不燃料与空气的充分混合可降低有机物的含量，但不利于利于NOx的控制的控制同时减少同时减少CH和和NOx的排放需要仔细控制混合的型式、的排放需要仔细控制混合的型式、温度水平和整个系统的停留时间温度水平和整个系统的停留时间2.CO的形成lCO是所有大气污染物中量最大、分布最广的一种是所有大气污染物中量最大、分布最广的一种lCO的全球排放量为的全球排放量为200106t/al燃料中的碳都先形成燃料中的碳都先形成CO，然后进一步氧化然后进一步氧化l在火焰温度下有足够的氧
37、并且停留时间足够长，可以降低在火焰温度下有足够的氧并且停留时间足够长，可以降低CO含含量。量。lCO的形成和破坏都由动力学控制，反应路线：的形成和破坏都由动力学控制，反应路线：RHRRCHORCOCOR碳氢基碳氢基CO形成快于形成快于CO氧化氧化3.Hg的形成与排放lHg对人的肾和神经系统有危害对人的肾和神经系统有危害l煤碳燃烧是煤碳燃烧是Hg的一大来源的一大来源l煤中煤中Hg的析出率与燃烧条件有关的析出率与燃烧条件有关l燃烧温度燃烧温度900oC时，析出率时，析出率90l还原性气氛的析出率低于氧化性气氛还原性气氛的析出率低于氧化性气氛lHg排放控制是燃煤污染控制的新课题之一排放控制是燃煤污染
38、控制的新课题之一4.NOx的形成lNOx的形成机理的形成机理燃料型燃料型NOx：燃料中的固定氮生成的燃料中的固定氮生成的NOx热力型热力型NOx：高温下高温下N2与与O2反应生成的反应生成的NOx瞬时瞬时NOx：低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOx1、煤的成分分析包括：、煤的成分分析包括：煤的工业分析煤的工业分析和和煤的元素分析煤的元素分析。5、理论空气量是指单位燃料按、理论空气量是指单位燃料按完全燃烧所需要的空气量，完全燃烧所需要的空气量，它由它由的组成决定。的组成决定。2、煤中硫的四种形态：、煤中硫的四种形态：黄铁矿硫、硫酸盐硫、有机硫黄铁矿硫、硫
39、酸盐硫、有机硫和和元素硫元素硫。3、煤的工业分析包括测定煤中：、煤的工业分析包括测定煤中：水分、灰分、挥发分水分、灰分、挥发分和和固定碳以及估测硫含量和热值固定碳以及估测硫含量和热值。4、煤的元素分析常用的基准主要有四：、煤的元素分析常用的基准主要有四：收到基、空气干燥基、干燥基收到基、空气干燥基、干燥基和和干燥无灰基干燥无灰基。6、一般把超过理论空气量多供给的空气量称为、一般把超过理论空气量多供给的空气量称为，过剩空气系数是指过剩空气系数是指。燃烧反应方程式燃料过剩空气量实际空气量与理论空气量之比7、燃料完全燃烧所必需的条件有：、燃料完全燃烧所必需的条件有：空气条件、温度条件、时间条件空气条
40、件、温度条件、时间条件和和燃料与空气的混合条件燃料与空气的混合条件。8、燃烧过程的、燃烧过程的“3T”条件：条件：温度、时间、燃料与空气的混合温度、时间、燃料与空气的混合。9、空燃比指：、空燃比指：单位质量燃料燃烧所需要的空气质量单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。10、燃烧设备的热损失主要包括：、燃烧设备的热损失主要包括：排烟热损失、不完全燃烧热损失和炉体散热损失排烟热损失、不完全燃烧热损失和炉体散热损失。11、燃烧烟气中的水蒸气主要包括三方面：、燃烧烟气中的水蒸气主要包括三方面：燃料中氢燃烧后生成的水蒸气、燃料中所含水蒸气和由供给的理燃料中氢燃烧后生成的水蒸气、燃料中所含水蒸气和由供给的理论
41、空气量带入的水蒸气论空气量带入的水蒸气。12、燃烧烟气分为：、燃烧烟气分为：干烟气和湿烟气干烟气和湿烟气。13、实际烟气体积等于、实际烟气体积等于和和之和。之和。干烟气体积和水蒸气体积干烟气体积和水蒸气体积简答题简答题n n燃烧气体燃料造成的大气污染比燃烧固体燃料造成的大气污染程度轻的原因是什么？n n燃烧设备的热损失主要有哪些？n n什么是理论空气量？燃料完全燃烧必需具备的条件是什么？n n影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素有哪些？名词解释名词解释n n斯托克斯直径 n n空气动力学直径 1.1.已知重油元素分析结果如下：已知重油元素分析结果如下：已知重油元素分析结果如下：已知重油元素分析结果
42、如下：C C：85.5%S85.5%S：1.0%H1.0%H：11.05%O11.05%O：0.2%0.2%；水分；水分；水分；水分:2.25%(:2.25%(含含含含N N量不计量不计量不计量不计)，试，试，试，试计算：计算：计算：计算：1 1）燃油）燃油）燃油）燃油1kg1kg所需要的理论空气量和产生的理论烟气量；所需要的理论空气量和产生的理论烟气量；所需要的理论空气量和产生的理论烟气量；所需要的理论空气量和产生的理论烟气量；干烟气中干烟气中干烟气中干烟气中SO2SO2的浓度；的浓度；的浓度；的浓度；2 2）当空气过剩）当空气过剩）当空气过剩）当空气过剩10%10%时，所需的空气量和产生的烟气量。时，所需的空气量和产生的烟气量。时，所需的空气量和产生的烟气量。时，所需的空气量和产生的烟气量。计算题