煙氣常見問題解答

Q1. 什么是燃燒？燃燒的要素有哪些？

A1. 燃燒是燃料（可燃物質）和氧氣發生化學反應以釋放能量的過程，燃燒的要素有燃料和氧氣等。
 


Q2. 固體燃料、液體燃料、氣體燃料都有哪些？

A2. 固體燃料有煤、泥炭、木材、麥桿，基本上含碳(C)、氫(H)、氧(O) 以及少量的硫(S)、氮(N) 和水(H2O)。液體燃料有特輕油、輕油、中油以及重油，主要由石油加工而成。氣體燃料是由可燃氣體(CO、H2及碳氫化合物) 及不可燃氣體混和而成，當今普遍使用天然氣，而天然氣的主要成分就是甲烷(CH4)。
 


Q3. 燃料中的不可燃物質對燃燒設備及其性能有何影響？

A3. 不可燃物(惰性物質) 含量的增加會降低燃料的毛/凈熱值并增加受熱面上的粉塵堆積。
 


Q4. 燃料中的水分對燃燒設備及其性能有何影響？

A4. 燃料中含水量的增加會提高水蒸汽的露點，并因煙氣中水蒸汽的蒸發而消耗燃料能量。
 


Q5. 燃料中的硫對燃燒設備及其性能有何影響？

A5. 燃料中的硫含量在燃燒中轉變成SO2和SO3，而當煙氣冷卻至露點以下后其會生成強腐蝕性的亞硫酸或硫酸，腐蝕設備。
 


Q6. 燃燒空氣中氧氣含量一般為多少？

A6. 一般大氣中氧氣含量20.95% 。
 


Q7. 燃料燃燒產生的廢氣即為煙氣，請列舉燃燒產生的煙氣的成分。

A7. 煙氣的主要組成成分有：氮氣，二氧化碳，水蒸氣，顆粒物(塵、黑度)，氧氣，一氧化碳，氮氧化合物，二氧化硫，硫化氫，碳氫化合物，氰化氫，氨氣，鹵化物等。
 


Q8. 煙氣中哪種成分有濃烈的臭雞蛋味，試闡述其來源，存在的場合以及去除手段？

A8. 硫化氫，它是一種帶有臭味的有毒氣體，即使在極小濃度(約2.5 mg/m3) 時依然很臭。硫化氫是一種天然氣和石油中自然形成的成分，所以會出現在煉油廠、天然氣處理廠、制革廠以及機動車不完全燃燒的排放物中。多種方法可用于去除煙氣中的H2S，如燃燒以形成SO2以及某些吸收方法等。
 


Q9. 工作場所允許的CO的最高濃度？

A9. 50ppm
 


Q10. 煙氣中的水汽會對煙氣分析造成什么影響？如何解決此問題？

A10. 以水蒸汽的形式來說, 它會稀釋煙氣, 而且含濕量的波動會進而影響其對煙氣稀釋程度的波動。以水滴的形式來說, 它會吸附某些特定的氣體從而導致測量不準。解決方法：使用氣體冷凝器將煙氣的含濕量控制在一定范圍內，另外在采樣階段采用低吸附耐硫軟管，如果煙氣濕度非常大可使用德圖儀器加熱采樣系統來避免采樣過程中產生冷凝。
 


Q11. 何為過剩燃燒？

A11. 在實際情況下，理想燃燒所需氧氣的理論(最小) 值通常不足以確保完全燃燒，因為燃料和氧氣的不充分接觸，所以必須加入比理論需要值更多的氧氣。這部分多余的空氣稱之為"過剩空氣"，此燃燒即為過剩燃燒。
 


Q12. 何為過剩空氣系數？

A12. 在理想條件下燃料完全燃燒時所必需的最少空氣量稱理論燃燒空氣量，在實際條件下燃料完全燃燒或不完全燃燒所需的空氣量是實際燃燒空氣量，實際燃燒空氣量與理論燃燒空氣量的比值即為過剩空氣系數。
 


Q13. 試寫出過剩空氣系數的計算公式。

A13. 過剩空氣系數可由煙氣中CO, CO2和O2的含量來確定。計算公式如下：

      CO2max                  CO2max x (O2ref - O2)
λ = ----------------  ,  CO2 = ----------------------------------------
        CO2                                    O2ref

CO2max為燃料特性系數，每種燃料的CO2max都不同，O2ref為當地大氣中的O2含量。
 


Q14. 為何要測量煙氣中的O2、過剩空氣系數等參數？

A14. 不同鍋（窯）爐在燃燒時，產生的O2及由O2計算的過剩空氣系數不同，而O2量的 大小會直接影響到SO2、NOX等參數。當鍋（窯）爐有爐體漏風現象或燃料燃燒不完 全時，煙道中的O2值會相應較大，SO2、NOX等數值會成反比變小，這樣出來的數據 是不真實的。所以，想全面、準確地了解一臺鍋（窯）爐的燃燒狀況，僅僅測量SO2、 NOX等參數是不夠的，同時還要測量出O2及由O2計算的過剩空氣系數，然后把SO2、 NOX等參數進行折算，這樣的結果才能符合國標的要求。
 


Q15. 過剩空氣EXA/ExAir和過剩空氣系數λ值如何換算？

A15. 過剩空氣系數λ值=過剩空氣EXA/ExAir +1，例如EXA/ExAir =10%，λ=1+10%=1.1。
 


Q16. 哪些生產工況需要不完全燃燒？

A16. 有些特殊場合如一些熱表面處理則特定需要不完全燃燒, 即l<1, 因為只有如此才能確保所需的優化工藝。
 


Q17. 燃燒工況中，一般需要較理想燃燒條件下更多的空氣（氧氣）,試說明過多空氣燃燒和過少空氣燃燒時的特點。

A17. 過多的空氣會降低燃燒溫度，并增大熱損失；反之過少的空氣燃燒，會降低燃料的利用率，并且燃料的殘渣會惡化環境。
 


Q18. 試說明燃燒過程中，空氣由過少變化成過剩時，CO、O2、CO2的變化趨勢。

A18. CO由濃向稀變化，O2由稀向濃變化，CO2由稀到濃，直到最大，然后再逐漸變稀。
 


Q19. 干燥煙氣和潮濕煙氣下，哪種狀態中煙氣的濃度會更高？

A19. 干燥煙氣時的煙氣濃度更高，因為潮濕煙氣中，煙氣濃度被水蒸氣稀釋了
 


Q20 .隨著煙氣中水蒸氣的含量的變化，煙氣的露點如何變化？

A20. 露點隨著水蒸氣含量的升高而升高。一般認為4?C的露點溫度，是干燥煙氣。例如，30%含水量的空氣露點約在70°C，而干燥空氣如僅5% 含水量的空氣露點約為35°C。
 


Q21. 煙氣損失的是何種形式的能量？

A21. 煙氣損失實際是熱能。
 


Q22. 何為燃燒效率？

A22. 燃燒效率是指燃料燃燒后實際放出的熱量占其完全燃燒后放出的熱量的比值，它是考察燃料燃燒充分程度的重要指標。
 


Q23. 何為鍋爐效率？

A23. 鍋爐效率是鍋爐有效利用熱量與投入鍋爐燃料所產生的熱量之比，很大程度上取決于設計，體現鍋爐質量以及其運行情況。工業鍋爐效率通常50~70%，低壓工業鍋爐的設計熱效率一般在70~90%，一般實際運行熱效率在60~80%左右，電站鍋爐效率大于90%。
 


Q24.哪種類型鍋爐的燃燒效率可大于100%？

A24. 冷凝爐
 


Q25. 煙氣露點溫度與哪些因素有關？

A25. 煙氣露點與絕對壓力和煙氣含濕量有關。
 


Q26. 試說出煙氣分析儀具備和不具備氣體冷凝預處理功能的差別。

A26. 如果用不帶氣體預處理的儀器進行測量，煙氣的露點溫度基本上與環境溫度相近，即25℃。如果這些測量結果相較于帶氣體預處理的測量，即露點溫度為5℃，讀數因含濕量的不同可能會相差約3%!
 


Q27. 煙氣分析儀可以顯示的氣體濃度單位有哪些？

A27. g/GJ、mg/kWh、ppm、mg/m3
 


Q28. 氣體濃度單位ppm與mg/m3的轉換公式是什么？

A28. 公式如下：

                                                               21         1  
CO [mg/m3] = CO [ppm] x 1.25 x ---------- x -----
                                                           21 - O2     K

                                                               21         1
NOx [mg/m3] = NOx [ppm] x 2.05 --------- x -----
                                                           21 - O2     K

                                                               21          1
SO2 [mg/m3] = SO2 [ppm] x 2,86 ---------- x -----
                                                           21 - O2      K               
      


Q29. 如何理解氣體濃度單位ppm與mg/m3的轉換公式中的K值？

A29. K值即為國家標準規定的理論過剩空氣系數。
 


Q30. 在德圖煙氣分析儀中如何編輯k系數？電廠、普通工業鍋爐、油氣燃燒器、汽輪機的的k系數值分別為多少？

A30. 可在德圖煙氣分析儀中測量點內容中編輯k系數值，參考值如下：電廠1.4，普通工業鍋爐1.8，油、氣燃燒器1.2，汽輪機2.5。
 


Q31.實際工況下的氣體濃度值和標準工況下的氣體濃度值如何換算？

A31. C2=C1*((T1*P2) / (T2*P1))，下標量'1'代表實測工況，下標量'2'代表標準工況 C代表濃度值，T代表溫度，P代表壓力。
 


Q32. 德圖煙氣分析儀測得的以mg/m3為單位的氣體濃度值是標準狀態的值嗎？

A32.標準狀態下的干煙氣濃度值。
 


Q33. 如何計算氣體標準密度？為什么在將氮氧化物濃度從ppm到mg/m3轉化中，一般僅采用NO2的標準密度？

A33.相應氣體的分子量 /摩爾體積 = 氣體的標準密度 因為在煙氣排放到大氣過程中，NO最終氧化成NO2，NO2的化學穩定性遠大于NO，所以一般采用NO2的標準密度作為氮氧化物濃度單位換算的系數。
 


Q34. 試著列舉使用德圖煙氣分析儀測量煙氣中SO2過程中，主要的交叉敏感干擾氣體以及干擾度？

A34. 主要交叉干擾氣體：CO，小于5%的干擾；NO2，-110%的干擾；H2，小于3%的干擾；CL2，-80%。
 


Q35. 最新實施的火電廠污染物排放標準編號是什么? 其中燃煤鍋爐的SO2排放標準做了怎樣的修改？

A35.最新實施的火電廠污染物排放標準編號是GB 13223-2011，其中對于新建燃煤鍋爐的SO2排放，實行100mg/m3的排放限值；對于現有燃煤鍋爐，實行200mg/m3的排放限值。
 


Q36. 請列出國內常用的脫硫方法，并論述其過程

A36. 濕法脫硫。在一吸收塔內, 用石灰水對煙氣進行噴林洗滌, 此時大部分的二氧化硫(SO2) 會與石灰水進行化學反應. 氣態的SO2通過此化學反應即轉換為硫酸鈣(石膏). 而一部分石膏則可再生當做建筑材料使用.技術上來說, 這種設備也可簡稱為FGD (煙氣脫硫)。
 


Q37. 濕法脫硫出口處煙氣有何特點？

A37. 濕法脫硫出口處煙氣濕度達到飽和，溫度低，SO2含量低。
 


Q38. 優化燃燒的關鍵因素有哪些？其中哪些環節會應用煙氣分析儀？

A38. 優化燃燒的關鍵因素在于：1.燃料與助燃空氣的混和；2.點火過程及燃燒溫度；3.燒器及燃燒室的設計；4.空燃比。空燃比需要使用煙氣分析儀進行測量。
 


Q39. 煙氣分析儀在國內是否需要官方的認證證書以供銷售？

A39. 進口煙氣分析儀需要做CPA（進口計量器具型式批準證書），如是國產煙氣分析儀，需要做CMC認證。
 


Q40. 在分散法紅外和非分散法紅外2個原理中，哪種適合實驗室儀器，哪種適合便攜式儀器？

A40. 分散紅外法的原理，適合用于實驗室儀器，非分散紅外法的原理，適合用于便攜式儀器。
 


Q41. 高海拔如何應用煙氣分析儀？

A41. 首先將O2參考值更改為當地大氣中O2濃度值，其次在測量點編輯中，將大氣壓力和海拔高度等值都根據當地數據更改，如儀器裝有紅外CO2氣體傳感器，儀器會自動采用測得的絕對壓力值。
 


Q42. 在光學原理的煙氣分析儀中，唯一被認為測SO2時，不受水蒸氣干擾的原理法是？

A42. 紫外法（UV）