§2.5燃燒過程污染物排放量的計算

2.5.1煙氣體積的計算(1)理論煙氣量（體積）

理論煙氣量是指在供給理論空氣量（α=1）的條件下，燃料完全燃燒時所產生的煙氣量。理論煙氣體積等于干煙氣的體積和水蒸氣體積之和。

(2)煙氣的體積和密度換算

(3)實際煙氣體積實際燃燒過程中空氣是有剩余的,所以燃燒過程中的實際煙氣體積應為理論煙氣體積與過剩空氣體積之和。理論煙氣體積過剩空氣體積實際煙氣體積【例題】試計算燃燒含C：87%，H：12%，S：1%的1Kg重油所生成的理論煙氣體積。解：計算1Kg重油燃燒生成物的量及理論需要氧氣的量：1.列出燃燒基本反應方程式；2.列出計算表理論空氣量1份O23.76份N2假設理論空氣量：1份O2,3.76份N2CO2SO2H2O實際煙氣量=理論煙氣量+過剩空氣量

=理論煙氣量+（α-1）理論空氣量理論煙氣量理論煙氣量=生產物質的量+燃料含水+N2H2O(燃料含水)過剩空氣=(α-1)理論空氣實際煙氣量實際煙氣量計算關系圖O2和產物的物質的量是否相等？PV=nRTV=nRT/PV1/V2=n1RT1P2/n2RT2P1

V1=V2T1P2/T2P1

V實=V標T實P標/T標P實溫度T的單位為K而不是℃

0℃=0+273K標況，溫度273K，氣壓101.3kPa§2.5燃燒過程污染物排放量的計算【例2-3】若已知排煙過程中測量的溫度是150℃，氣壓是9.8×104Pa，試計算燃燒含C：87%，H：12%，S：1%的1Kg重油所生成的理論煙氣體積。解：計算1Kg重油燃燒生成物的量及理論需要氧氣的量：1.列出燃燒基本反應方程式；2.列出計算表可燃成分成分質量g成分的物質的量mol理論需O2量/(mol)生成物的量/（mol）C87072.572.572.5H1201203060S100.310.310.31合計1000192.8102.8132.8(1)理論煙氣量（體積）§2.5燃燒過程污染物排放量的計算

計算理論空氣中N2的量：

理論煙氣量為：n=（132.8+386.7）=519.5（mol）計算理論煙氣體積：假設氣體符合理想氣體狀態方程，則燃燒1kg重油所生成的理論煙氣在標準狀態下的體積為：Vn=（386.7+132.8）×22.4×10-3=11.64(m3)

則理論煙氣體積為:

練習：

已知重油元素分析的結果為：C85.5%、H11.5%、O2.0%、S1.0%；試計算，1、燃燒重油所需的理論空氣量和產生的理論煙氣量；2、干煙氣中SO2的質量濃度和CO2的質量濃度。1、扣除O2、干煙氣扣除水空氣過剩系數

在實際的燃料燃燒過程中，為了使燃料能夠完全燃燒，必須提供過量的空氣。

超出理論空氣量的空氣稱為過剩空氣。

實際供給的空氣量(A)與理論空氣量(A0)的比值稱為空氣過剩系數。燃燒方式手燒爐鏈條爐振動爐排拋煤機爐粉煤爐沸騰爐油爐α1.5-2.51.2-1.51.2-1.51.2-1.41.2-1.251.1-1.251.15-1.2(3)實際煙氣體積【例2-4】某一燃燒裝置用重油作燃料，其燃用油成分如下：C：88.3%，H：9.5%，S：1.6%,H2O：0.5%，灰份：0.10%；且若空氣過剩系數α=1.2。①試求燃燒1kg重油的實際煙氣體積。②求煙氣中SO2的濃度（質量濃度）。③計算此時干煙氣中CO2的含量（體積比）。§2.5燃燒過程污染物排放量的計算解：①根據化學反應方程式：

C+O2=CO2，2H+1/2O2=H2O，S+O2=SO2則1kg重油中所含可燃組分的量及所需要的理論空氣量列于下表:可燃成分名稱可燃成分含量/（%）成分的量/（mol）理論需氧氣量/(mol)廢氣組成/（mol）C88.373.5873.5873.58H9.59523.7547.5S1.60.50.50.5H2O0.50.2800.28灰分0.10000合計100169.0897.83121.86§2.5燃燒過程污染物排放量的計算在空氣中，O2占21%，因此燃燒1Kg重油所需要的理論空氣量中N2的量為：則理論煙氣量為:121.86+368=489.86(mol)

在標準狀態下的體積為:489.86×22.4×10-3=10.97(m3)

理論空氣量為:97.83+368=465.8(mol)

在標準狀態下的體積為:465.8×22.4×10-3=10.43(m3)

在空氣過剩系數α=1.2時,實際煙氣量為:489.86+465.8×(1.2-1)=583.02（mol）

實際煙氣體積為：

583.02×22.4×10-3=13.06(m3)§2.5燃燒過程污染物排放量的計算②煙氣中SO2的質量為:

m（SO2）=0.5×64=32(g)

則煙氣中SO2的濃度為:

C(SO2)=32×103/13.06=2450(mg/m3)§2.5燃燒過程污染物排放量的計算③當α=1.2時,干煙氣的量為:

13.06-(47.5+0.28)×22.4×10-3=11.99(m3)CO2的體積為:

73.58×22.4×10-3=1.65(m3)

則干煙氣中CO2的體積比為:

練習：

已知某工業鍋爐使用的煤的元素分析的結果為：C85%、H11.3%、O2.0%、N0.2%、S1.0%、H2O0.5%；當煙氣溫度為200℃，氣壓為98kPa，空氣的過剩量系數為1.2時，試計算所需的實際空氣量、產生的實況實際煙氣量、SO2煙氣質量濃度。§2.5燃燒過程污染物排放量的計算(4)燃煤設備污染物產生量和排放量的估算煤燃設備是指工業鍋爐、茶浴爐和食堂大灶。①產污量和排污量的估算燃煤設備的產污量和排污量估算方法如下：式中Q1——燃煤設備的產污量，kg；

K1——燃煤設備的產污系數，kg/t；

Mc——耗煤量，t。§2.5燃燒過程污染物排放量的計算式中

Q2——燃煤設備的排污量,Kg；

K2——燃煤設備的排污系數,Kg/t；Mc——耗煤量，t。

K2=（1-η）K1

②燃煤工業鍋爐污染物的產污和排污系數

a.煙塵產污和排污系數

b.二氧化硫產污和排污系數

c.NOx、CO、CH化合物產污和排污系數§2.5燃燒過程污染物排放量的計算【例2-5】使用煤粉爐燃燒褐煤，燃料含灰分30%、含硫為2.0%的煤。（1）估算每噸煤燃燒后煙塵的產污量。（2）若使用的靜電除塵器的效率為99%，試估算每噸煤燃燒后煙塵的排污量。（3）試估算每頓煤燃燒后產生的SO2的量。（4）若燃燒過程中脫硫效率為60%，試估算每頓煤燃燒后SO2的排污量。§2.5燃燒過程污染物排放量的計算

解：假設燃燒1000kg煤：

（1）由表可知，煤粉爐燃燒灰分為30%的煤，煙塵的產污系數K1為3.2A，則每噸煤燃燒后產生煙塵的量為：

Q1=K1Mc=3.2A×1000=960g（2）由表可知，使用除塵效率為99%的靜電除塵器，煙塵的排污系數：

K2=（1-η）K1=（1-0.99）×3.2A=0.0096g/kg

則每噸煤燃燒后排放煙塵的量為：

Q2=0.0096×1000=9.6g（3）由表可知，硫氧化物的產污系數為13.6Sg/kg

則每噸煤燃燒后產生的SO2的量為：

Q硫1=K1Mc=13.6×0.02×1000=272g（4）由表可知，脫硫效率為60%時，SO2的排污系數為

K硫2=（1-η）K硫1=（1-60%）13.6S=0.109g/kg

則每噸煤燃燒后排放煙塵的量為：

Q硫2=K2Mc=0.109×1000=109g1.普通煤的成分分析如下：C65.7%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%；灰分18.1%；（含N量不計）（1）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分數計）（2）假定煙塵的排放因子為80%，計算煙氣中灰分的濃度（以mg/m3表示）（3）假定用流化床燃燒技術加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當Ca/S為1.7時（摩爾比），計算燃煤1kg所需加石灰石的量。練習章節設計任務第二章設計任務某市工業園某工廠現在需要加裝一套燃煤鍋爐的尾氣處理裝置，鍋爐的設計燃煤量為300kg/d，經過元素分析得知燃煤的成分表如下，且燃燒時空氣過剩系數α=1.3，煙囪口處煙氣溫度180℃，大氣壓為102.7kPa，灰分轉化為煙塵的轉化系數為0.2A。

（1）估算每天產生的煙氣量(m3)；煙氣中SO2的濃度(mg/m3)；煙氣中粉塵濃度(mg/m3)；

（2