第3讲 第二章_燃烧与大气污染.ppt

黄铁矿是煤中最普遍的汞载体。 因为汞具有挥发性金属的性质，首先直接从煤炭颗粒挥发，继而参与气相反应，通过成核过程形成新的粒子，或者凝结在已存在的颗粒表面。 对燃煤循环流化床锅炉的汞平衡计算结果表明，不加石灰石 的工况下，烟气中汞排放为0.17 在添加石灰石的工况(Ca／S＝2.2)下，烟气中汞的浓度为 0.018—0.044 当添加石灰石时，在飞灰和灰渣中的汞的比例明显增加。 能源与环境学院环境系 -*- 据调查，美国煤炭中平均汞含量范围为0.06-0.33 mg／kg。1994～1995年间，仅电站锅炉向大气排放的汞达51t/a，占各行业汞排放量的32.6％，排在第一位，成为最大的人为汞来源。 2003年，中国人为源大气汞排放为696t，约占全球排放的1/3，煤炭燃烧和有色金属冶炼是最主要的人为汞排放源，分别占41%和40%。 。 3. Hg的形成与排放 能源与环境学院环境系 4. NOx的形成 (P.380-389) NOx的形成机理 止於至善 * -*- 燃料型 NOx 热力型 NOx 瞬时型 NOx 燃料中的固定氮生成的NO 高温下N2与O2反应生成的NOx 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOx 能源与环境学院环境系 4. NOx的形成 热力型NOx的形成 产生NO和NO2的两个重要反应 上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响 平衡时NO浓度随温度升高迅速增加 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 平衡常数和平衡浓度 止於至善 * -*- 热力型NOx的形成 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 平衡常数和平衡浓度 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 上述数据说明： 室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2 800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2 常规燃烧温度（1500K)下，有可观的NO生成，但NO量仍然很小 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 烟气冷却过程中，根据热力学计算，NOx应主要以NO2的形式存在，但实际90％～95％的NOx以NO的形式存在，主要原因在于动力学控制 NO/NOx Ratio boiler vehicles nature gas 0.9-1.0 internal comb. engine 0.99-1.0 coal 0.95-1.0 6# fuel oil 0.96-1.0 diesel engine 0.77-1.0 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 热力型NOx形成的动力学——Zeldovich模型 NO生成的总速率 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 假定N原子的浓度保持不变 得到 代入6式得 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 假定O原子的浓度保持不变 平衡浓度 最终得 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 热力型NOx的形成 积分得NO的形成分数与时间t之间的关系P.385 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 瞬时NOx的形成 碳氢化合物燃烧时，分解成CH、CH2和C2等基团，与N2发生如下反应 火焰中存在大量O、OH基团，与上述产物反应 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 燃料型NOx的形成 燃料中的N通常以原子状态与HC结合，C—N键的键能较N N小，燃烧时容易分解，经氧化形成NOx 火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的比例 燃料中20-80％的氮转化为NO Fuel N HCN N2 NO NHi (i=0,1,2) O,H,OH fast O,H,OH fast O,H,OH fast NHi slow NHi,NO slow 止於至善 * -*- 能源与环境学院环境系 4. NOx的形成 止於至善 * -*- P.389 作业 P.64-65: 2-8, 2-9 能源与环境学院环境系 -*- 止於至善 能源与环境学院环境系 止於至善 * -*- * 能源与环境学院环境系 第二章 燃烧与大气污染 * -*- 止於至善 烟气体积计算 燃烧过程中硫氧化物的形成 颗粒污染物的形成 其他污染物的形成 燃料燃烧的过程 燃料的性质 能源与环境学院环境系 第五节 燃烧过程中颗粒物的形成 1.碳粒子的生成 由气相反应生成积炭，由液态烃燃料高温