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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NO 55

一、生成机理 55

二、影响因素 57

三、抑制方法 59

第三节 快速型NO 63

一、生成机理 63

二、影响因素 66

三、抑制方法 66

第四节 燃料型NO 67

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

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