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第一章 环境与能源1

第一节 环境问题概述1

一、人类的环境1

二、环境问题2

第二节 能源利用与环境7

一、能源7

二、能源结构7

三、能源利用对环境的影响11

第三节 天然气及其利用16

一、天然气在城市发展中的作用16

二、天然气资源状况18

三、天然气消费结构19

四、天然气生产及供气状况20

五、北京市天然气供应概况及预测24

第二章 大气污染与燃料燃烧29

第一节 大气组成和大气污染物29

一、大气的组成29

二、大气污染源30

三、大气污染物30

四、污染物的性质及危害32

五、大气污染的生态效应37

第二节 燃气燃烧与室内空气污染40

一、室内空气主要污染物及污染源40

二、燃料燃烧与污染物排放41

三、燃气燃烧与厨房中空气污染调查42

四、污染评价46

第三节 空气质量标准47

一、环境空气质量标准47

二、室内空气质量标准50

第三章 氮氧化物（NOx）生成机理与影响因素53

第一节 燃烧过程中NOx生成过程53

一、燃烧过程中NO的生成途径53

二、NO生成的综合反应式53

第二节 热力型NO55

一、生成机理55

二、影响因素57

三、抑制方法59

第三节 快速型NO63

一、生成机理63

二、影响因素66

三、抑制方法66

第四节 燃料型NO67

一、燃料中的氮化合物67

二、燃料型NO生成机理70

三、影响因素71

四、抑制方法74

第五节 部分预混燃烧（本生燃烧）NO的生成特性76

第六节 扩散火焰NO的生成特性78

一、扩散火焰NOx生成特性78

二、主要影响因素79

第四章 燃烧污染物生成过程数值计算技术83

第一节 数值计算方法83

第二节 燃烧过程数值计算基础85

一、CFD的基本原理85

二、基本控制方程86

三、求解原理和应用软件的求解方法87

第三节 氮氧化物生成的计算模型91

一、概述91

二、氮氧化物预测的计算模型92

三、工业燃烧中紊流流动对氮氧化物形成的影响94

四、常用的CFD数值计算软件95

第四节 数值计算在低氮氧化物工业燃烧器设计中的应用96

一、低氮氧化物燃煤／燃油燃烧器辅助设计96

二、锅炉燃气／燃油燃烧器辅助设计97

三、化工加热炉低氮氧化物燃烧器辅助设计100

四、再加热燃烧器辅助设计104

第五节 CFD数值计算应用举例105

一、全预混燃烧器气流分配室形式优化中的CFD应用实例105

二、熔铝工业加热炉炉内换热和富氧燃烧器CFD辅助设计应用109

第五章 工业低氮氧化物燃烧器和氮氧化物生成的工业预测方法124

第一节 工业低氮氧化物燃烧器124

一、工业燃烧器低氮氧化物控制技术124

二、燃烧器举例126

第二节 燃气／燃油锅炉燃烧器氮氧化物生成量的工业预测131

一、氮氧化物生成量预测131

二、预测的基本原理和方法132

三、氮氧化物预测实例135

四、氮氧化物工业预测步骤137

第三节 影响氮氧化物生成量预测的因素141

一、燃烧器布置与燃烧放热区的影响141

二、燃料特性的影响141

三、锅炉负荷变化的影响143

四、过剩空气量和炉膛漏风的影响145

五、烟气循环145

六、炉膛受热面除灰操作146

七、多燃烧器炉内浓淡燃烧146

八、重油雾化温度146

九、喷蒸汽或水146

第六章 民用燃具低NOx燃烧技术及装置148

第一节 燃具NOx和CO排放标准148

一、民用燃具的NOx排放标准148

二、民用燃具的CO排放标准151

三、工业燃具的NOx、CO排放标准152

四、排放浓度换算关系154

第二节 二次风罩燃烧技术156

一、民用燃具抑制NOx的生成途径157

二、家用燃气灶基本参数与NOx生成的关系159

三、二次风罩降低NOx生成原理及分析163

四、二次风罩结构及安装对NOx、CO生成的影响165

第三节 分离火焰燃烧技术及装置167

一、分离火焰燃烧原理167

二、分离火焰抑制NOx生成的机理168

三、分离火焰低NOx燃烧器的排放特性168

四、家用低NOx燃气灶174

第四节 火焰冷却体低NOx燃烧技术及装置176

一、火焰冷却体降低NOx生成的原理176

二、火焰冷却体选择及设置177

三、火焰冷却体在单体燃烧器上的优化设计177

四、冷却体及安装与NOx、CO排放的关系181

五、热水器用火焰冷却体燃烧装置186

第五节 浓淡燃烧技术及装置187

一、概述187

二、浓淡燃烧抑制NOx生成的原理188

三、浓淡燃烧与NOx生成188

四、鼓风式浓淡火焰对冲燃烧器191

五、引射式浓淡燃烧器195

第六节 完全预混燃烧技术及装置203

一、完全预混燃烧降低NOx、CO的分析204

二、片式水冷火孔燃烧的稳定性207

三、管式条缝水冷火孔燃烧的稳定性及影响因素210

四、片式水冷火孔燃烧污染物的排放特性212

五、管式条缝水冷火孔燃烧污染物的排放特性222

六、完全预混式燃烧器设计要点226

第七节 红外线辐射燃烧技术及装置231

一、概述231

二、陶瓷板红外线辐射器232

三、金属网红外线辐射器234

四、金属纤维燃烧器236

五、金属纤维燃烧器用于中餐燃气炒菜灶的实验研究240

第七章 工业燃烧设备低NOx燃烧技术及装置253

第一节 浸没燃烧技术及装置253

一、概述253

二、浸没燃烧的理论分析255

三、浸没燃烧的冷态模拟实验262

四、浸没燃烧热态实验研究271

五、浸没燃烧装置277

六、浸没燃烧装置的应用284

第二节 分段燃烧技术及装置293

一、分段燃烧的基本原理293

二、燃气分段供给燃烧器294

三、空气分段供给燃烧器示例303

第三节 旋流燃烧技术及装置307

一、旋流及旋流燃烧307

二、旋流燃烧装置的开发与应用315

三、冷态模拟试验研究320

四、热态污染物排放试验研究326

第四节 富氧燃烧332

一、富氧燃烧过程的特点332

二、富氧燃烧的燃烧特性333

三、富氧燃烧节能分析337

四、富氧燃烧氮氧化物排放339

五、富氧燃烧装置系统及富氧空气的制取方法340

第五节 高温空气燃烧技术347

一、高温空气预热燃烧原理347

二、主要技术特征350

三、高温空气燃烧应用技术350

第六节 催化燃烧技术及装置357

一、催化燃烧基本原理及特点357

二、催化剂362

三、催化燃烧器368

四、催化燃烧可燃气体转化率的计算375

五、预混催化燃烧的应用研究381

第七节 废弃物高温焚烧技术和污染物排放控制385

一、焚烧炉及焚烧系统385

二、高温燃烧过程的设计388

三、燃烧过程对焚烧污染控制的影响394

第八节 排烟脱硝398

一、排烟脱硝方法分类398

二、选择性催化还原法398

三、选择性非催化还原法405

四、湿法脱硝407

五、电子束氨法和脉冲电晕等离子体联合脱硫脱硝法407

六、固体吸附半干法联合脱硫脱硝408

七、生化法脱硝409

第八章 燃烧设备的热效率及冷凝式热水器／炉412

第一节 燃气热水器的理论热效率412

一、燃气热水器的热平衡412

二、热水器热效率计算方法414

三、理论热效率415

四、冷凝式热水器节能分析415

五、热水器的实际热效率分析417

六、热效率计算417

七、燃气热水器／炉的国家能效标准420

第二节 冷凝换热器传热421

一、有水蒸气凝结的烟气对流换热过程分析421

二、平行板进口段有水蒸气凝结的烟气层流受迫对流换热理论分析421

三、烟气对流凝结换热的实验解424

四、影响烟气受迫对流凝结换热的因素428

第三节 冷凝换热器的防腐430

一、烟气冷凝液成分430

二、烟气凝结状态与影响凝液量的主要因素430

三、冷凝换热器的防腐431

四、防腐镀层对换热器换热性能的影响433

第四节 冷凝式燃气热水器和采暖热水炉435

一、燃气采暖热水炉的发展状况435

二、燃气采暖热水炉436

三、冷凝式燃气采暖热水炉438

四、冷凝式换热器444

第九章 测试仪器与测试系统448

第一节 燃气测试系统概述448

一、燃气参数的分析测试448

二、燃气燃烧产物的分析测试及燃烧效率测定448

三、燃气测试系统448

第二节 气相色谱仪及燃气成分的色谱分析449

一、气相色谱仪的基本工作原理及组成449

二、气相色谱仪检测器的性能指标453

三、组分的定性及定量454

四、天然气常量组分分析456

五、液化石油气成分分析459

六、人工煤气成分分析460

七、气相色谱工作站462

第三节 燃气热值的测定及气体热量计463

一、水流式热量计的测试原理及组成463

二、燃气热值测试方法465

三、影响测量的因素分析465

第四节 热磁式氧分析仪及烟气中O2含量的测定465

一、热磁式氧分析仪的基本原理465

二、烟气中O2含量的测定466

三、热磁式氧分析仪的主要技术指标467

第五节 红外式气体分析仪及烟气中CO、CO2含量的测定467

一、红外式气体分析仪的基本工作原理467

二、红外式气体分析仪的主要技术指标470

第六节 化学发光式NOx分析仪及烟气中NOx含量的测定470

一、NOx测量方法470

二、化学发光式NOx分析仪的基本工作原理471

三、化学发光式NOx分析仪的主要技术指标473

第七节 气体分析仪器的标定473

一、仪器标定系统的组成473

二、标准源及其选择473

三、CO分析器的标定474

四、NOx分析器的标定475

五、O2分析器的标定478

六、测试系统标定及检验周期478

第八节 烟气分析取样系统及分析数据处理478

一、烟气取样系统的组成及要求479

二、浓度的计算、修正与单位换算481

三、烟气分析系统的测量误差484

第九节 计算机自动测试系统489

一、计算机自动测试系统的组成489

二、仪器与计算机之间的接口系统490

三、计算机烟气自动分析系统实例493

第十节 正交试验设计494

一、多因素试验494

二、正交表及用正交表安排试验496

三、正交试验结果的数据分析497

四、水平数不同的试验503

五、有交互作用的试验504