2.4 烟气量的计算（课件）-《大气污染控制技术与技能实训》同步教学（大连理工大学出版社）

第2章 大气污染控制技术基础 　　本章主要介绍大气污染物的基本性质、大气污染物的来源和产生机理。通过学习和掌握大气污染物的基本性质了解其来源和分类，熟悉和掌握各种燃料的种类及特性、燃料的燃烧条件对污染物产生的影响，了解清洁燃烧技术的基本知识。熟悉不同行业单位产生的大气污染物情况 学习指南： 2.4 烟气量的计算 2.4.1 理论空气量 燃料燃烧所需要的氧，一般是从空气中获得的；单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量，它由燃料的组成决定，可根据燃烧方程式计算求得。建立燃烧化学方程式时，通常假定： 1. 空气组成 20.9%O2和79.1%N2，两者体积比为：N2/ O2 = 3.78 2. 燃料中固定氧可用于燃烧 3. 燃料中硫主要被氧化为 SO2 4. 不考虑NOX的生成 5. 燃料中的N在燃烧时转化为N2 6. 燃料的化学方程式为CxHySzOw 2.4 烟气量的计算 燃烧方程式：   理论空气量: 2.4 烟气量的计算 2.4.2 空气过剩系数 一般把超过理论空气量而多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量 与理论空气量 之比定义为空气过剩系数ɑ，即 通常ɑ>1，α值的大小取决于燃料种类、燃烧装置形式及燃烧条件等因素。表2-6给出了不同燃料和炉型的空气过剩系数。 2.4 烟气量的计算 2.4.3 空燃比 空燃比（AF）定义为单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，它由燃烧方程式直接求得。 例如，甲烷在理想空气量下的完全燃烧： CH4＋2O2＋7.56N2→CO2＋7.56N2 空燃比： AF=2×32＋7.56×28/1×16=17.2 2. 4 烟气量的计算 2.4.4 烟气体积计算 １. 理论烟气体积 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积。以Vfg0表示，烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸气。 干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气； 湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。 Vfg0=V干烟气+V水蒸气 V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后的水蒸气+V燃料中所含的水蒸气 +V由供给理论空气量带入的水蒸气 2. 烟气体积和密度的校正 燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。 大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。 设观测状态下（Ts、Ps下）：烟气的体积为Vs，密度为ρs。 标态下（Tn、Pn下）： 烟气的体积为Vn，密度为ρn。 标态下体积为： 标态下密度为： 应指出，美国、日本和国际全球监测系统网的标准态是298K、1atm在作数据比较时应注意。 3.过剩空气较正 因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。 用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。 空气过剩系数为 α= a-----过剩空气中O2的过剩数 设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示， 若燃烧是完全的，过剩空气中的O仅能够以的o2形式存在，假定燃烧产物以下标p表示： 假设空气只有O2、N2,分别为21%、79%，则空气中总氧量为 理论需氧量： 0.266N2P-O2P 所以（燃烧完全时） 若燃烧不完全会产生CO，须校正。即从测得的过剩氧中减去CO氧化为CO2所需的O2 此时 各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。 2.4 烟气量的计算 2.4.5 污染物排放量的计算 例2-5 对例2--3给定的重油，若燃料中硫转化为SOX（其中SO2占97%），试计算空气过剩系数α=1.20时烟气中SO2及SO3的体积分数，并计算此时干烟气中CO2的含量，以体积百分比表示。 解：由例2-3可知，理论空气量条件下烟气组成（mol）为： CO2：73.58 H2O：47.5+0.278 SOX：0.5 NX： 理论烟气量： 73.58+0.5+(47.5+0.278)+( )=491.7mol/kg重油 即 489.45=11.01m3/kg重油 空气过剩系数a=1.2时，实际烟气量为： 11.01+10.44*0.2m3/kg（重油）=13.10m3/kg（重油） 其中10.44为理论空气量，即1Kg重油完全燃烧所需理论空气量。 烟气中SO2的体积为