大氣污染控制工程第二章

第三節(jié)燃燒過(guò)程的計(jì)算內(nèi)容提要1.燃燒反應(yīng)方程式2.理論空氣量4.空燃比3.空氣過(guò)剩系數(shù)5.理論煙氣體積6.污染物排放量的計(jì)算學(xué)習(xí)要求1.掌握理論空氣量、理論煙氣量、空氣過(guò)剩系數(shù)和空燃比的概念；2.學(xué)會(huì)根據(jù)燃料組成計(jì)算理論空氣量,根據(jù)空氣條件計(jì)算實(shí)際空氣量；3.掌握煙氣體積和過(guò)量空氣校正方法，學(xué)會(huì)計(jì)算實(shí)際煙氣量；4.熟練掌握污染物排放量的計(jì)算方法。1.1燃燒反應(yīng)方程式在進(jìn)行燃燒計(jì)算時(shí)，經(jīng)常做一些以下簡(jiǎn)化假設(shè)：假定

(1)空氣僅是由氮和氧組成的,含量分別為79.1%和20.9%，氮和氧的體積比為79.1／20.9＝3.78；(3)燃料中的硫被氧化為SO2；(2)燃料中的固定態(tài)氧可用于燃燒；(4)熱力型NOx可以忽略；(5)燃料中的氮在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為N2；

(6)燃料的化學(xué)式為CxHySzOw，其中下標(biāo)x、y、z、w分別代表碳、氫、硫和氧的原子數(shù)。

在上述假定條件下，完全燃燒反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物關(guān)系如右圖：其中Q代表燃燒熱。完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式例2：甲醇完全燃燒方程式的確定1.2

理論空氣量單位質(zhì)量燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需要的空氣量（體積）稱為理論空氣量。它由燃料的組成決定，可根據(jù)燃燒方程式計(jì)算求得。理論空氣量Va0為：

Va0=22.4×4.78(x+y/4+z－w/2)/(12x+1.008y+32z+16w)=107.1(x+y/4+z-w/2)/(12x+1.008y+32z+16w)m3/kg例3假定煤的化學(xué)組成以質(zhì)量計(jì)為：C：77.2％；H：5.2％；N：1.2％；S：2.6％；O：5.9％；灰分：7.9％。試計(jì)算這種煤燃燒時(shí)需要的理論空氣量。第二步：確定煤的摩爾質(zhì)量，即相對(duì)于每摩爾碳的質(zhì)量，包括灰分，為：一般煤的理論空氣量Va0=4－9m3／kg，液體燃料的理論空氣量Va0=10－11m3／kg，天然氣的理論空氣量Va0=8.0－19.5m3／m3fuel。1.3

空氣過(guò)剩系數(shù)實(shí)際空氣量Va與理論空氣量Va0之比稱為空氣過(guò)剩系數(shù)，即0VVaaa=實(shí)際空氣量理論空氣量通常＞1，值與燃料種類、燃燒裝置型式及燃燒條件等因素有關(guān)。表1部分爐型的空氣過(guò)剩系數(shù)空氣坦過(guò)剩郊系數(shù)證校正貴計(jì)算空氣盈過(guò)?；蛳禂?shù)偵可以唐根據(jù)趟奧薩摸特儀叢監(jiān)測(cè)速結(jié)果榴推算稻。奧嚴(yán)氏煙咬氣分禮析儀嫌測(cè)定江干煙煙氣中CO2、O2和CO含量翠，其勤它部分分是N2完全銹燃燒結(jié)時(shí)，貓空氣色過(guò)剩購(gòu)系數(shù)胞為：各組羊分的戴量均朱為奧替氏分野析儀貪所測(cè)雀得的固百分菜數(shù)。若燃叼燒不怕完全鞋會(huì)產(chǎn)陡生CO，須校咽正。羞即從褲測(cè)得劍的過(guò)甚剩氧索中減短去CO氧化怨為CO2所需箱的O21.虛4空燃艱比空燃陡比（AF）定義嫂為單泡位質(zhì)芳量燃晉料燃咸燒所離需要標(biāo)的空乎氣質(zhì)晶量AF理論＝理掏論空采氣質(zhì)勵(lì)量/燃料伴質(zhì)量思考街題：1.試推困導(dǎo)一時(shí)般燃蠢料理娛論空鈴燃比熄的數(shù)市值？2.理論買空然澇比和錯(cuò)理論媽空氣陡量有狠什么吼關(guān)系犁？計(jì)算杠題：太已知矩某天驗(yàn)然氣彈組成骨為CH4:冬59鍋.2腥%;味C2H6:1樂(lè)2.扁9%燒;N2:0剃.7真%;停CO2:2策6.緒2%芽,試計(jì)拼算其潛完全騎燃燒像的空中燃比脆？圖6空燃當(dāng)比和純空氣堆過(guò)剩司系數(shù)推關(guān)系逐圖1.付5理論微煙氣賓體積理論化煙氣辮成分理論扣煙氣桂成分盜主要童是CO2、SO2、N2和水前蒸氣垃；煙宅氣中途除水床蒸氣話以外耗的部泳分稱鉤為干吉煙氣演，在紡標(biāo)準(zhǔn)左狀態(tài)燙下的撈干煙蒙氣為乳標(biāo)準(zhǔn)生干煙宇氣；a.含水補(bǔ)蒸氣久的煙灘氣稱幼為濕膛煙氣晴；b.理論帆煙氣去體積艱等于罪干煙號(hào)氣體蛇積和道水蒸遙氣體沿積之項(xiàng)和。理論憲干煙涉氣體栗積在理爬論空餃氣量舞下，鋼單位權(quán)質(zhì)量澇燃料盛完全襪燃燒臣所生碌成的淚煙氣塵體積譯稱為參理論寇煙氣笑體積程，以Vfg0表示遍。根循據(jù)燃糾燒反回應(yīng)方吊程式傭，理醬論干票煙氣僻體積槽為：實(shí)際走煙氣晚體積體積舉密度氧校正為計(jì)常算標(biāo)舊準(zhǔn)狀遇態(tài)下斬的煙問(wèn)氣體慈積，倒需要圓將監(jiān)懼測(cè)到圍的排敢煙溫誘度、位壓力滑下的滅煙氣幫體積林換算墨到標(biāo)因準(zhǔn)狀史態(tài)。式中抖，下峰標(biāo)N代表胃監(jiān)測(cè)質(zhì)狀態(tài)腐，下座標(biāo)S代表覆標(biāo)準(zhǔn)逮狀態(tài)過(guò)剩窄空氣露校正空氣求過(guò)剩乒系數(shù)掌大于1時(shí)，走煙氣貿(mào)中含睛有過(guò)蛛?？张P氣，米實(shí)際拴煙氣婚體積修是理棒論煙濃氣體晨積與財(cái)過(guò)剩梯空氣易量的常和。Vfg=辯Vfg0+筆(-1易)Va0其中牲：為過(guò)法?？辗駳庀蹈麛?shù)；V0a為理爸論空壁氣量例4已知佳空氣羽過(guò)剩升系數(shù)=1霞.1，試煉計(jì)算1m泳ol的甲煮烷完犬全燃片燒產(chǎn)卷生的搜煙氣拍量。解：苦甲烷避燃燒困的燃善燒方顏程式味為：CH4+2爪O2+7貪.5什6N2→C誼O2+2薦H2O+舟7.你56巖N2由上哥式可避知，1m葬ol甲烷壘完全稿燃燒織產(chǎn)生隸的理治論煙嶼氣量圍為：Vofg=1物+2垮+7望.5吉6=糧10曾.5不6（mo隆l）理論建空氣厘量V0a=2階+7形.5瞇6=獄9.君56（mo土l）根據(jù)里公式Vfg=Vofg+V0a(－1)得：Vfg=Vofg+V0a(－1)=1皂0.秤56鬧+9綠.5獨(dú)6×熟(1列.1－1)=1擇1.墊52（mo膛l）11表.5熄2×篩0.僵02違24＝0.銜25忍8m31m蘭ol甲烷通完全復(fù)燃燒臘產(chǎn)生側(cè)的煙籃氣量禍為1.賢6污染砍物排隊(duì)放量便的計(jì)放算污染駱物排制放量熄計(jì)算頭有兩駕種方竟法：1.根據(jù)眼實(shí)測(cè)叫的污幣染物內(nèi)濃度擁和排針煙量吐來(lái)計(jì)賢算；2.利用她排放燒因子瘋（Em套is誘si爬on討F桿ac顧to悅r）確定體污染山物排兆放量地。表1機(jī)動(dòng)驅(qū)車排許放因賴子一資覽表例2-啦8某電累廠以寇煙煤忽做為轉(zhuǎn)燃料荷，采菊用液夾態(tài)排狼渣的伴煤粉日爐（怕也稱殿為蒸懷氣鍋汁爐）辦，并附安裝記了濕士式洗綢滌器舉，可謝以達(dá)磨到98％的SO2凈化腫效率任，根演據(jù)以轟下條嚷件：（1）發(fā)飄電量10哨00恒MW（2）總體袍熱效蘆率30％（3）煤捏中S含量2.捏1％，忌熱值27猛77惠0k努J/有Kg，灰分劣含量8％。估算徑：?jiǎn)挝讳P時(shí)間杰的燃抗煤消付耗量依據(jù)AP－42，估單算TS滋P、SO2、NO船x、CO和NM苦VO莖C的排光放量(1)燃煤量＝發(fā)電量總體熱效率×燃煤熱值＝30％×27770＝120kg/s＝443t/h1000×103(2港)確定翅鍋爐孔排放橫因子AP－42（Co擊mp幻玉il撐at剩io鋪n莫of班A辛ir碗P虧ol綱lu怕ta顆nt押Em喬is獲si口on煤F戀ac笛to肚r）污染物TSPSO2NOxCONMVOC排放因子（Kg/t）3.5Aa19Ab160.250.02查AP－42中1.啞1燥Bi帶tu觀mi糕no仆us也A袋nd偽S揉ub芝bi筑tu怎mi子no耐us柴C該oa腳l午Co所mb猜us奏ti疼on得到番液態(tài)紀(jì)排渣谷粉爐省的各升污染虎物的威排放們因子銀如下尋：a.A=%女As抹h,即TS車P的排餃放量囑為3.列5×(％As搬h)b.S=禿%S類ul晨fu寬r,即SO2的排貪放量佩為19×(％Su爆lf堪ur)TS雷P=仔3.鹽5×闊8×仍43閉3/犬10巡壽00＝12貍.1顏2t足/hSO2=1段9×肅2.道1×手43紐奉3×紀(jì)0.趨02郵/1霜00屋0＝0.聰35臥t/豈hNOX=1乖6×濟(jì)43珠3/胃10咱00＝6.證93魚t/薯hCO污=0隨.2俯5×檢43尿3/架10收00＝0.掉10籮8t開/hNM蛇VO匆C=展0.燙02跑×4慢33中/1著00北0＝0.攔00奶87駁t/粘h重點(diǎn)1.掌握紋理論