《燃燒理論與污染控制》根據(jù)我國(guó)生態(tài)發(fā)展理念和大學(xué)本科專業(yè)工程認(rèn)證的要求，結(jié)合碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，分兩個(gè)部分闡述燃燒過(guò)程和煙氣凈化過(guò)程。第一部分內(nèi)容首先簡(jiǎn)要講述燃燒的基本概念、應(yīng)用及其伴生的污染物，重點(diǎn)論述了燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)和燃燒過(guò)程內(nèi)在的反應(yīng)機(jī)理和基本規(guī)律；著重介紹了氣體、液體和煤燃燒過(guò)程的特性，強(qiáng)化了燃燒器的設(shè)計(jì)方法。第二部分重點(diǎn)論述了減排顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的基本原理、過(guò)程和主要設(shè)備，并介紹了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)內(nèi)容，既注重過(guò)程的理論學(xué)習(xí)，也強(qiáng)調(diào)了煙氣凈化的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐。
本書(shū)可作為高等學(xué)校能源與動(dòng)力工程專業(yè)、環(huán)境類專業(yè)和建筑與能源應(yīng)用工程專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可供從事能源、環(huán)境、建設(shè)工程領(lǐng)域的科研人員、技術(shù)人員和管理人員參考。
錢(qián)煥群，1964年10月生，動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)，山東建筑大學(xué)教授，近20年來(lái)，一直從事兩相流動(dòng)及污染控制方面的教學(xué)和科研工作。相繼講授《流體力學(xué)》、《高等傳熱學(xué)》、《高等熱力學(xué)》、《燃燒學(xué)》、《電廠煙氣凈化》等本科及研究生課程。參與國(guó)家重點(diǎn)自然科學(xué)基金子項(xiàng)目（多相流體混輸流動(dòng)研究）、國(guó)家發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目子項(xiàng)目（小尺度氣液二相流流動(dòng)與傳熱研究）和國(guó)家計(jì)委工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目（油氣水三相流量?jī)x）共3項(xiàng)，承擔(dān)博士后課題（天然氣吸附儲(chǔ)存工藝及控制技術(shù)研究）、山東省博士后擇優(yōu)資助項(xiàng)目和�；痦�(xiàng)目各１項(xiàng)。針對(duì)流動(dòng)、傳熱、燃燒和氣固方面的科學(xué)問(wèn)題，在公開(kāi)刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文40余篇，其中EI收錄15篇。
第1章 緒論 1
1.1 燃燒的概念 1
1.1.1 燃燒的定義 1
1.1.2 燃料與燃燒生成的污染物 2
1.2 燃燒學(xué)的應(yīng)用 2
1.3 學(xué)習(xí)方法 4
第2章 燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 6
2.1 燃料的化學(xué)反應(yīng)計(jì)算 6
2.1.1 當(dāng)量比 6
2.1.2 熱值 7
2.1.3 絕對(duì)燃燒溫度 8
2.2 總包反應(yīng)與基元反應(yīng) 9
2.3 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 11
2.3.1 活化能對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 11
2.3.2 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 11
2.3.3 壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 12
2.3.4 反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 12
2.4 多步反應(yīng)機(jī)理的反應(yīng)速率 12
2.4.1 連續(xù)反應(yīng)的反應(yīng)速率 12
2.4.2 穩(wěn)態(tài)近似分析 13
2.4.3 部分平衡近似 14
2.5 化學(xué)時(shí)間尺度 15
2.5.1 單分子反應(yīng) 15
2.5.2 雙分子反應(yīng) 15
2.5.3 三分子反應(yīng) 16
2.6 部分重要的燃燒反應(yīng)機(jī)理 16
2.6.1 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 16
2.6.2 一氧化碳的氧化機(jī)理 19
2.6.3 甲烷的氧化機(jī)理 20
2.6.4 高鏈烷烴的氧化 21
2.6.5 氨能的氧化 22
2.7 氮氧化物的生成機(jī)理 23
2.7.1 熱力型機(jī)理 23
2.7.2 快速型機(jī)理 24
2.7.3 N2O中間體機(jī)理 24
2.7.4 燃料型機(jī)理 25
2.8 硫氧化物的生成機(jī)理 25
2.9 表面反應(yīng)機(jī)理 26
2.10 燃燒反應(yīng)器模型 27
2.10.1 凈生成率 28
2.10.2 平衡反應(yīng)器模型 28
2.10.3 定容-定質(zhì)量反應(yīng)器模型 28
2.10.4 全混流反應(yīng)器模型 29
2.10.5 平推流反應(yīng)器模型 29
思考題與習(xí)題 30
第3章 傳質(zhì)基礎(chǔ) 31
3.1 傳質(zhì)的基本概念 31
3.1.1 菲克定律 31
3.1.2 絕對(duì)通量 32
3.1.3 組分A在靜止介質(zhì)中擴(kuò)散 33
3.1.4 氣液界面的邊界條件 34
3.2 控制體的組分守恒 35
3.3 液滴的蒸發(fā) 36
3.4 伴有反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程 37
3.4.1 均相反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程 37
3.4.2 異相反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程 38
思考題與習(xí)題 38
第4章 燃料的著火與火焰?zhèn)鞑ァ?39
4.1 著火的基本概念 39
4.2 熱力自燃 39
4.3 鏈?zhǔn)街? 44
4.4 強(qiáng)迫著火 46
4.4.1 強(qiáng)迫著火的種類 46
4.4.2 強(qiáng)迫著火的理論 47
4.4.3 電火花點(diǎn)火 49
4.5 火焰?zhèn)鞑? 50
4.5.1 火焰的概念 50
4.5.2 火焰的特征 51
4.5.3 錐形火焰結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單分析 51
4.5.4 火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊睦碚? 52
4.5.5 火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸蛩? 54
4.6 熄火 55
思考題與習(xí)題 57
第5章 氣體燃料的燃燒 58
5.1 氣體燃料的燃燒方式 58
5.2 層流擴(kuò)散燃燒 59
5.2.1 層流擴(kuò)散火焰的類型 59
5.2.2 層流擴(kuò)散火焰結(jié)構(gòu)與火焰長(zhǎng)度 60
5.2.3 層流擴(kuò)散火焰長(zhǎng)度的影響因素 63
5.2.4 碳煙的形成和分解 65
5.3 湍流燃燒 66
5.3.1 湍流尺度 66
5.3.2 湍流雷諾數(shù) 67
5.3.3 湍流流動(dòng)的簡(jiǎn)單分析 67
5.3.4 湍流預(yù)混燃燒 69
5.3.5 湍流擴(kuò)散燃燒 73
5.4 火焰穩(wěn)定 77
5.4.1 推舉和吹熄 77
5.4.2 火焰穩(wěn)定 79
5.5 氣體燃燒器設(shè)計(jì) 85
5.5.1 設(shè)計(jì)要求 85
5.5.2 烹飪用的燃燒器設(shè)計(jì) 86
思考題與習(xí)題 87
第6章 液體燃料的燃燒 88
6.1 液體燃料的特性 88
6.1.1 相對(duì)密度 88
6.1.2 黏度 88
6.1.3 表面張力 89
6.1.4 比熱容和熱導(dǎo)率 89
6.1.5 熱值 89
6.1.6 凝固點(diǎn) 89
6.1.7 沸點(diǎn) 90
6.1.8 閃點(diǎn) 90
6.1.9 燃點(diǎn) 90
6.2 液體燃料的霧化 90
6.2.1 液體燃料燃燒的基本過(guò)程 90
6.2.2 霧化過(guò)程及機(jī)理 91
6.2.3 壓力霧化結(jié)構(gòu) 92
6.2.4 壓力霧化性能 92
6.3 液滴的蒸發(fā) 94
6.3.1 基本假設(shè) 94
6.3.2 氣相守恒方程 95
6.4 液滴的燃燒 96
6.4.1 燃燒問(wèn)題的描述 96
6.4.2 燃燒問(wèn)題的分析思路 97
6.4.3 基本假設(shè) 97
6.4.4 界面上的能量平衡 97
6.4.5 求解與結(jié)果 98
6.4.6 對(duì)流條件的處理 100
6.5 一維噴霧燃燒 102
6.5.1 假設(shè) 102
6.5.2 目標(biāo)參數(shù) 103
6.5.3 平衡方程 103
6.6 噴霧燃燒的合理配風(fēng) 104
6.6.1 配風(fēng)原理 104
6.6.2 合理配風(fēng)的基本方式 105
思考題與習(xí)題 106
第7章 煤的燃燒 107
7.1 煤的組成 107
7.2 煤的燃燒過(guò)程 108
7.3 煤的熱解 109
7.3.1 熱解的主要化學(xué)反應(yīng) 109
7.3.2 熱解產(chǎn)物的組分 111
7.3.3 熱解的描述方程 112
7.3.4 熱解產(chǎn)物的燃燒 113
7.4 碳的燃燒 114
7.4.1 碳的結(jié)構(gòu) 114
7.4.2 碳的燃燒反應(yīng) 115
7.4.3 碳球的燃燒速率 117
7.4.4 碳球的燃燒時(shí)間 120
7.4.5 碳球燃燒的工況 121
7.4.6 考慮二次反應(yīng)的碳球燃燒 124
7.4.7 多孔性碳球的燃燒 127
7.5 焦炭燃燒的影響因素 128
7.5.1 揮發(fā)分析出對(duì)焦炭燃燒的影響 128
7.5.2 灰分對(duì)燃燒的影響 129
7.6 煤粉燃燒器 130
7.6.1 煤粉燃燒器的布置 130
7.6.2 燃燒器的基本要求 132
7.6.3 燃燒方式的選擇 133
7.6.4 燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 133
7.6.5 煤粉燃燒器的設(shè)計(jì) 134
思考題與習(xí)題 141
第8章 顆粒污染物的控制 142
8.1 顆粒的粒徑及粒徑分布 142
8.1.1 顆粒的粒徑 142
8.1.2 粒徑分布 143
8.1.3 粒徑分布函數(shù) 144
8.2 粉塵的物理性質(zhì) 146
8.2.1 粉塵的密度 146
8.2.2 粉塵的含水率 147
8.2.3 粉塵的潤(rùn)濕性 147
8.2.4 粉塵的荷電性 147
8.2.5 粉塵的導(dǎo)電性 148
8.2.6 粉塵的黏附性 148
8.2.7 粉塵的安息角和滑動(dòng)角 149
8.2.8 粉塵的比表面積 149
8.2.9 粉塵的自燃性和爆炸性 149
8.3 凈化裝置的性能 150
8.3.1 處理氣體流量 150
8.3.2 凈化效率 150
8.3.3 壓力損失 151
8.4 顆粒捕集的理論基礎(chǔ) 152
8.4.1 顆粒的流體阻力 152
8.4.2 阻力導(dǎo)致的減速運(yùn)動(dòng) 153
8.4.3 重力沉降 154
8.4.4 離心沉降 155
8.4.5 靜電沉降 156
8.4.6 慣性沉降 156
8.4.7 擴(kuò)散沉降 157
8.5 電除塵器 159
8.5.1 電除塵器的基本理論 159
8.5.2 電除塵器的結(jié)構(gòu) 164
8.5.3 電除塵器的供電 172
8.5.4 電除塵器的性能 174
8.5.5 電除塵器性能的影響因素 174
8.5.6 電除塵器的設(shè)計(jì) 180
8.5.7 電除塵器的選用 185
8.6 袋式除塵器 186
8.6.1 袋式除塵器的基本原理 186
8.6.2 袋式除塵器的分類 187
8.6.3 袋式除塵器的濾料 189
8.6.4 袋式除塵器的性能及其影響因素 190
8.6.5 袋式除塵器的設(shè)計(jì)與選型 192
8.7 電袋復(fù)合除塵器 194
8.7.1 電袋復(fù)合除塵器的基本原理 194
8.7.2 電袋復(fù)合除塵器的結(jié)構(gòu) 194
8.7.3 電袋復(fù)合除塵器的技術(shù)特點(diǎn) 196
8.7.4 電袋復(fù)合除塵器的應(yīng)用 196
8.8 除塵器的選擇與發(fā)展 197
8.8.1 除塵器的選擇 197
8.8.2 除塵器的發(fā)展 198
思考題與習(xí)題 199
第9章 石灰石濕法煙氣脫硫技術(shù) 200
9.1 氣體吸收理論 200
9.1.1 相際傳質(zhì)理論 200
9.1.2 吸收速率方程 201
9.1.3 相平衡 202
9.1.4 傳質(zhì)系數(shù) 203
9.1.5 界面濃度 204
9.1.6 吸收單元操作 204
9.1.7 化學(xué)吸收過(guò)程 208
9.2 石灰石漿液脫除SO2 的化學(xué)原理 210
9.2.1 石灰石漿液吸收SO2 的主要化學(xué)反應(yīng) 210
9.2.2 pH 值對(duì)石灰石漿液脫硫化學(xué)反應(yīng)的影響 212
9.3 逆流噴淋吸收塔 213
9.3.1 逆流噴淋吸收塔結(jié)構(gòu) 213
9.3.2 逆流噴淋吸收塔的主要參數(shù) 215
9.4 石灰石濕法煙氣脫硫的平衡方程 220
9.4.1 石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng) 220
9.4.2 煙氣平衡 221
9.4.3 固體物平衡 221
9.4.4 水平衡 225
9.4.5 系統(tǒng)熱平衡 226
9.5 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì) 227
9.5.1 選擇工藝的原則 227
9.5.2 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝的規(guī)定 228
9.5.3 噴淋吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算 230
9.5.4 濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)性能 230
思考題與習(xí)題 231
第10章 選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù) 232
10.1 選擇性催化還原反應(yīng) 232
10.1.1 催化作用 232
10.1.2 SCR化學(xué)反應(yīng) 233
10.1.3 催化反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué) 234
10.1.4 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 236
10.2 SCR反應(yīng)器 240
10.2.1 催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 240
10.2.2 影響脫硝效率的主要因素 241
10.2.3 催化劑 244
10.2.4 SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 251
10.3 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)及其附屬設(shè)施 258
10.3.1 SCR系統(tǒng)布置 259
10.3.2 SCR煙氣脫硝系統(tǒng) 259
10.3.3 還原劑儲(chǔ)存與制備 260
10.3.4 SCR煙氣脫硝的附屬設(shè)施 267
10.3.5 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的技術(shù)性能 269
思考題與習(xí)題 269
第11章 二氧化碳捕集技術(shù) 270
11.1 二氧化碳捕集方法 270
11.2 溶液化學(xué)反應(yīng) 271
11.3 溶液吸收二氧化碳的傳質(zhì)過(guò)程 274
11.4 二氧化碳捕集系統(tǒng) 274
11.4.1 填料吸收塔 275
11.4.2 塔頂冷凝器 277
11.4.3 塔底再沸器 277
11.4.4 二氧化碳捕集性能 278
11.4.5 吸收劑 279
思考題與習(xí)題 280
參考文獻(xiàn) 281
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