知识要点 1907 G UNN 10燃烧污染物控制和燃烧安全技术 燃烧污染物排放及控制标准 燃烧噪声与控制技术 燃烧污染物的排放现状 一燃烧噪声 一燃烧污染物的排放控制标准 一燃烧噪声的控制 烟尘污染与控制技术 回火及脱火的预防 一烟尘种类及生成机理 一回火与脱火 一烟尘控制技术 一防止回火的主要方法 SO,污染与控制技术 一防止脱火的主要方法 一SO的种类及生成机理 一SO,控制技术 NO,污染与控制技术 一NO的生成机理 一NO,的控制技术 School of Energy and Power Engineering
知识要点 10燃烧污染物控制和燃烧安全技术 燃烧污染物排放及控制标准 —燃烧污染物的排放现状 燃烧污染物的排放控制标准 燃烧噪声与控制技术 —燃烧噪声 —燃烧污染物的排放控制标准 燃烧噪声的控制 烟尘污染与控制技术 —烟尘种类及生成机理 —燃烧噪声的控制 回火及脱火的预防 —烟尘种类及生成机理 —回火与脱火 —烟尘控制技术 SOx污染与控制技术 —回火与脱火 —防止回火的主要方法 x —防止脱火的主要方法 —SOx的种类及生成机理 —SOx控制技术 NOx污染与控制技术 —NOx的生成机理 —NOx的控制技术 School of Energy and Power Engineering
燃烧污染物排放及控制标准 1901 VG UNN ◆燃烧污染物的排放现状 一烟尘 燃烧的必然产物； 按照粒度分类： 落尘：粒径大于76um; 降尘：粒径10-76m; 飘尘：粒径小于10m,又称可吸入颗粒物； 浮尘：粒径为1-0.1m; 亚微米浮尘：0.1-0.05m。 一硫氧化物 有机硫：以各种硫化合物形式均匀分布于燃料中； 无机硫：以黄铁矿硫和硫酸盐疏硫存在于矿物杂质中。 大气中的SO2主要来自化石燃料燃烧。 School of Energy and Power Engineering
燃烧污染物排放及控制标准 燃烧污染物的排放现状 —烟尘 燃烧的必然产物； 按照粒度分类： 落尘：粒径大于76μ m； 降尘：粒径10-76μ m； 飘尘：粒径小于10μ m，又称可吸入颗粒物 又称可吸入颗粒物； 浮尘：粒径为1-0.1 μ m； 亚微米浮尘：0.1-0.05μ m 。 —硫氧化物 有机硫：以各种硫化合物形式均匀分布于燃料中； 无机硫：以黄铁矿硫和硫酸盐硫存在于矿物杂质中。 大气中的SO 2主要来自化石燃料燃烧 。 School of Energy and Power Engineering
燃烧污染物的排放现状 1907 NG UNN 一氨氧化物 NO包括NO、NO2、N2O、N2O2、N2O3、N2O和N2Os等多种氮化合物； 主要的大气污染物为NO和NO2。 -C0 城市大气中含量最大的污染物，约占大气污染物总量的13； 来源于燃料的不完全燃烧和车辆发动机尾气。 -C0, 属无毒气体，为年排放量最大的气态污染物，也是最主要的温室气体。 School of Energy and Power Engineering
燃烧污染物的排放现状 —氮氧化物 NOx包括NO、NO2、N2O、N2O2、N2O3、N2O4和N2O5等多种氮化合物； 主要的大气污染物为NO和NO2。 —CO 城市大气中含量最大的污染物，约占大气污染物总量的1/3； 来源于燃料的不完全燃烧和车辆发动机尾气。 —CO2 属无毒气体，为年排放量最大的气态污染物，也是最主要的温室气体。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 1901 ◆烟尘种类及生成机理 烟的来源 一未燃尽的小于1um的飞灰型细碳粒； 热解 一因高温缺氧热解而产生的碳黑，粒径小于01 1m,又称气相析出型烟尘，主要由气体燃料 成核 和液体燃料中的碳氢化合物在高温缺氧时热解 成碳黑、碳烟等粒子。 C,H2,商温.熊氧→xC(碳黑)+H, 表面增长 第一阶段：从低分子量不饱和烃中产生碳烟核，通 氧化燃烧 过化学反应实现高分子化合构造，即成核阶段； 第二阶段：碳烟核经过表面增长和凝聚阶段，长成 碳黑微粒，即成长阶段； 碳 第三阶段：形成碳黑。 碳黑生成机理 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 烟尘种类及生成机理 烟的来源 —未燃尽的小于1μm的飞灰型细碳粒； —因高温缺氧热解而产生的碳黑，粒径小于0.1- 1μm，又称气相析出型烟尘，主要由气体燃料 和液体燃料中的碳氢化合物在高温缺氧时热解 成碳黑、碳烟等粒子。 C H xC x y 2 2 ⎯⎯⎯⎯→ + yH 高温、缺氧 （碳黑） 第 阶段 一 ：从低分子量不饱和烃中产生碳烟核，通 过化学反应实现高分子化合构造，即成核阶段； 第二阶段：碳烟核经过表面增长和凝聚阶段，长成 碳黑微粒，即成长阶段； 第三阶段：形成碳黑。 碳黑生成机理 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 1901 G UNN 尘的来源 一燃料中各种不可燃的矿物杂质类粉尘； 未燃尽且呈较大颗粒状的含碳飞灰； 未燃尽的絮状油尘。 消烟措施 一解决燃料的完全燃烧问题。 一合理供风或配风、提高燃烧温度、强化燃料与空气混合、防止和尽可能减 少热解、选择合理的炉膛及炉拱结构以及使用先进的燃烧器。 减尘措施 一采用高效清洁燃烧技术，减少飞灰中含碳，减少飞灰量， 一 高效收尘，采用炉内除去粗尘技术和在排烟处选用先进的除尘器解决尘与 烟气分离及尘的收集问题。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 尘的来源 —燃料中各种不可燃的矿物杂质类粉尘； —未燃尽且呈较大颗粒状的含碳飞灰； —未燃尽的絮状油尘。 消烟措施 —解决燃料的完全燃烧问题。 —合理供风或配风、提高燃烧温度、强化燃料与空气混合 强化燃料与空气混合、防止和尽可能减 防止和尽可能减 少热解、选择合理的炉膛及炉拱结构以及使用先进的燃烧器。 减尘措施 —采用高 清效 洁燃烧技术，减 灰中含碳 少飞 ，减 灰 少飞 量； —高效收尘，采用炉内除去粗尘技术和在排烟处选用先进的除尘器解决尘与 烟气分离及尘的收集问题。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 1901 过最空气 ◆烟尘控制技术 0 一、燃烧除尘 0.8 (1)改进燃烧中空气与燃料的混合 一为确保安全运行，相当多的燃烧器采用湍流扩 0.6 散燃烧，存在着空气分配的不均匀性，在空气供 0.4 应不足的区域会产生大量的烟尘。 轴向速度 02日 一使燃料和空气进行适时足量的最佳混合，是减 切向速瘦 少烟尘生成量的主要措施。 ·020.40.60.81.012 楼流强度，tana 一此台油炉配风器的旋流强度0.84是最佳的风油配比关系； 一通常在油炉中要用各类配风器调节适当的风油配比及旋流强度，在层燃炉 中则采用分段送风和均匀送风技术，而在煤粉炉中则采用分级送风技术； 一目的都是最大程度地改善空气与燃料的混合。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 烟尘控制技术 一、燃烧除尘 （1）改进燃烧中空气与燃料的混合 —为确保安全运行，相当多的燃烧器采用湍流扩 散燃烧，存在着空气分配的不均匀性，在空气供 应不足的区域会产生大量的烟尘。 —使燃料和空气进行适时足量的最佳混合，是减 少烟尘生成量的主要措施。 —此台油炉配风器的旋流强度0.84是最佳的风油配比关系； —通常在油炉中要用各类配风器调节适当的风油配比及旋流强度，在层燃炉 中则采用分段送风和均匀送风技术，而在煤粉炉中则采用分级送风技术； —目的都是最大程度地改善空气与燃料的混合。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 1901 10 (2)烟尘再燃烧法 一将含较多未燃尽烟尘或奥气的烟气在高温 10 状态下与空气适当地混合再燃料的方法。 一温度较低时，燃尽所需时间大大增加；当 10 002% 温度由800C上升到1300C时，燃尽的时间 0.5% 降至原来的1%； 10 一足够高的炉内温度是烟尘燃尽的必要条件 % 之一。 10 800 1000 1200 14001600 烟气温度.℃ 碳黑燃烧95%所需时间 一在1200C时，当氧气浓度大于1%时，燃尽时间小于0.1s。 一为了尽可能减少烟尘生成量，在确保合理的氧气浓度下，有必要设计足够高的 炉膛或设置燃尽室以确保足够的燃烧时间。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 （2）烟尘再燃烧法 —将含较多未燃尽烟尘或臭气的烟气在高温 状态下与空气适当地混合再燃料的方法。 —温度较低时，燃尽所需时间大大增加；当 温度由800oC上升到1300oC时，燃尽的时间 降至原来的1%； —足够高的炉内温度是烟尘燃尽的必要条件 之一。 碳黑燃烧95%所需时间 —在1200oC时，当氧气浓度大于1%时，燃尽时间小于0.1s。 —为了尽可能减少烟尘生成量，在确保合理的氧气浓度下，有必要设计足够高的 炉膛或设置燃尽室以确保足够的燃烧时间。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 1901 G UNN (3)加入添加剂燃烧法 一抑制烟尘生成量的燃烧添加剂有Ba、Mn、Wi、Ca、Mg等金属添加剂和水、 乙醇、疏氢化物等液体添加剂； 一金属添加剂的作用是控制脱氢，使微小碳粒带上正电荷而互相排斥，促进 氧化反应，阻止碳粒凝集； 一液态添加剂有两个作用，其一是可以增加H0*、H2O*等自由基活化中心， 提高反应性能，强化燃烧；其二，液态添加剂的沸点低，可利用微爆汽化减 少碳黑的生成，改善传质和传热效果，从而促进燃烧和燃尽。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 （3）加入添加剂燃烧法 —抑制烟尘生成量的燃烧添加剂有Ba、Mn、Ni、Ca、Mg等金属添加剂和水、 乙醇、硫氢化物等液体添加剂； —金属添加剂的作用是控制脱氢，使微小碳粒带上正电荷而互相排斥，促进 氧化反应，阻止碳粒凝集； —液态添加剂有两个作用，其一是可以增加HO*、H2O*等自由基活化中心， 提高反应性能，强化燃烧；其二，液态添加剂的沸点低，可利用微爆汽化减 少碳黑的生成，改善传质和传热效果 改善传质和传热效果，从而促进燃烧和燃尽 从而促进燃烧和燃尽。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 、190 G UNN 二、燃料脱尘 对原煤进行选洗，使燃煤在入炉前的矿物杂质灰分大大减少，有效减少炉内 燃烧后形成的飞灰量。 三、烟气除尘技术 考虑当地的大气质量要求，并了解尘的特性； 常用的烟气除尘设备有重力沉降室、惯性除尘室、旋风除尘室、各种湿式除 尘器、电除尘器以及布袋除尘器。 School of Energy and Power Engineering
烟尘污染与控制技术 二、燃料脱尘 对原煤进行选洗，使燃煤在入炉前的矿物杂质灰分大大减少，有效减少炉内 燃烧后形成的飞灰量。 三、烟气除尘技术 考虑当地的大气质量要求，并了解尘的特性； 常用的烟气除尘设备有重力沉降室、惯性除尘室、旋风除尘室、各种湿式除 尘器、电除尘器以及布袋除尘器。 School of Energy and Power Engineering
SO,污染与控制技术 1901 VG UNN ◆SO,的种类及生成机理 在煤粉炉和油炉中，目前还难以用改进燃烧的方法从根本上有效控制SO2的 生成量，SO2的生成量正比于燃料中的含疏量。 燃料中的可燃硫在完全燃烧时生成SO2并释放出热量2 S+O2→S02+Q 3000 有过剩氧时 2000 1000 1S02+0→S03 含亮量，% 在一般燃烧条件下，S02向S03的转化率约为0.5-7%，转化率的大小主要取决 于高温烟气中原子氧的浓度、火焰长度、炉内积灰及金属管壁的催化作用。 School of Energy and Power Engineering
SOx污染与控制技术 SOx的种类及生成机理 在煤粉炉和油炉中，目前还难以用改进燃烧的方法从根本上有效控制SO2的 生成量，SO2的生成量正比于燃料中的含硫量。 燃料中的可燃硫在完全燃烧时生成SO2并释放出热量Q 2 2 S O SO Q +→ + 有过剩氧时 ⎧ O OO 2 ↔ + 2 3 SO O SO ⎧ ↔ + ⎨⎩ + ↔ 在一般燃烧条件下，SO2向SO3的转化率约为0.5-7%，转化率的大小主要取决 于高温烟气中原子氧的浓度、火焰长度、炉内积灰及金属管壁的催化作用。 School of Energy and Power Engineering 于高温烟气中原子氧的浓度 火焰长度