大气污染控制技术模块二 燃烧与大气污染物生成 1

模块二燃烧与大气污染物生成知识目标：1、了解和掌握煤等化石燃料的组成、结构及燃料燃烧过程中污染物的形成机制2、掌握燃料燃烧过程理论空气量和空气过剩系数、污染物排放量的计算方法技能目标：

1、知道燃料燃烧生成的污染物种类和燃烧过程中主要污染物生成过程2、会计算燃料燃烧所需的空气量、产生的烟气量和污染物的排放量案例引入：央广网海口1月31日消息（记者朱永）1月31日，“2016调整能源结构治理大气污染国际研讨会”在海南省三亚市召开，国内外70余位政府官员、专家学者以及商界领袖围绕我国在“十三五”时期如何改善能源供求结构、推进能源体制改革等议题展开研讨。与会嘉宾表示，燃煤被证明是雾霾主要原因，改变我国能源结构是根本解决之道。天然气是洁净环保优质能源，可减少二氧化硫和粉尘排放量。应打破天然气替代受价格、输气管网等体制机制因素制约，加大天然气推广力度。“十一五”以来，全国煤炭消费量由24亿吨增加到42亿吨，主要工业产品钢铁、水泥、电解铝等产量均增加了一倍以上，但通过总量减排，高排放行业治理工程建设等举措，主要污染物二氧化硫、氮氧化物排放总量呈现下降态势。然而，近年来长时间、大范围的雾霾污染频发，表明我国环保约束性指标设定尚需完善。“十一五”时期总量控制只有两项污染物，“十二五”时期总量控制为四项污染物——二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量和氨氮，“十三五”规划建议提出扩大污染物总量控制范围，要将重点行业挥发性有机物纳入控制指标，还明确将细颗粒物（PM2.5）等环境质量指标列入约束性指标。燃煤排放被证实是大气污染和雾霾的首要来源，当下中国能源结构中煤炭消费比重超过60%，实施天然气、电力替代煤炭、石油等化石能源，是实现节能减排和结构优化的重要途径。曾经深受雾霾困扰的英国，用20年使石油替代了20%的煤炭、用天然气替代了30%以上的煤炭，最终使煤炭占能源结构的比例从90%下降到了30%。“十三五”时期，我国将着眼于抑制不合理能源消费，优化能源供应结构，大力提高清洁能源供应比例，推动能源技术革命，还原能源商品属性。任务思考：1、从案例中思考能源利用和大气污染的关系。2、试从能源利用的角度提出解决大气污染问题的方法。主要内容2.1燃料2.2燃烧过程和燃烧计算2.3燃烧过程中主要污染物的形成和控制技术1、燃料的分类按来源:天然燃料（煤、油页岩等）加工燃料（木炭、汽油、高炉煤气等）按使用多少：常规燃料（煤、石油、天然气）非常规燃料按物态:固体燃料（煤）液体燃料（石油）气体燃料（天然气）2.1燃料天然固体燃料：矿物燃料（能源结构主体），生物质燃料人工固体燃料：焦炭、型煤、石油焦、木炭固体可燃废物：生活垃圾、医疗垃圾和城市污泥固体燃料

固体燃料，主要由碳、氢及少量的氧、氮、硫及一些非可燃性矿物组成。植物→泥煤→褐煤→烟煤→无烟煤

分类：褐煤、烟煤和无烟煤。

煤碳：主要可燃元素，发热量主要来源氢：（3%-6%），与氧结合（H2O）：结合氢，与碳、硫等结合存于有机物：可燃氢硫：有机硫无机硫黄铁矿硫酸盐可燃硫非可燃硫灰分：不能燃烧且阻碍燃烧，造成大气和环境污染水分：不利于燃烧且降低燃烧温度低硫煤（小于1.5%）中硫煤(1.5%~2.4%)高硫煤(2.4%~4%)富硫煤(大于4%)氮和氧：有机物中不可燃成分，氮在燃烧时会产生氮氧化物，造成大气污染

工业分析（1）水分：外部水和内部水，10%~13%左右。（2）灰分：不可燃矿物质的总称，25%左右。（3）挥发分：与空气隔绝条件下加热分解出可燃气体。（4）固定碳：是煤的主要可燃物质。

去掉外部水分的煤中主要组成碳、氢、氮、硫和氧等含量。元素分析C:分析尾气的CO2。H：分析尾气的H2O。N:先转换为氨，再通过碱吸收。S:先转换为硫酸钡，再用重量法测定。分类:石油及石油制品煤炭加工制取的燃料油生物液体燃料液体燃料

石油：液体燃料，是多种化合物的混合物，主要由烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物，还有少量硫化物、氮化物、氧化物、水分和矿物等。

1、石油及石油制品硫的形态：绝大部分以有机硫的存在。主要包括原油、汽油、煤油、柴油和燃料油2、煤炭加工制取的燃料油主要包括煤焦油和煤液化油煤焦油：炼焦的重要产品之一，燃料，主要用于分离提取煤液化油：以煤炭为原料通过各种直接液化和间接液化工艺得到的燃料油3、生物液体燃料生物柴油和醇类燃料气体燃料1、天然气体燃料主要有天然气和煤层气甲烷，乙烷，CO2，N2，O2，H2S,CO2、工业生产过程副产品气体燃料主要有冶金工艺过程副产煤气和石油炼制过程副产煤气。冶金工艺过程副产煤气：焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气石油炼制过程