第二節鍋爐燃燒及對大氣的汙染
一、燃料燃燒施放汙染物的種類
按照ISO的定義空氣汙染物，係指由於人類活動或自然過程排入大氣的並對人或環境產生有害影響的那些物質。”
煤炭燃燒時所施放的汙染物的種類是相當多的，迄今為止還未能作很完全、確切的統計已產生危害或者已為人們注意的就有七八十種。根據其存在狀態，可將其概括為兩大類：氣溶膠狀態汙染物和氣態汙染物。
所謂氣溶膠，在物理、化學中概括為分散介質為氣體的膠體物係。在大氣汙染物中，ISO提出了明確的定義氣溶膠，係指沉降速度可以忽略的固體粒子、液體粒子或固體粒子在氣體介質中的懸浮體。從大氣汙染控製的角度，按照氣溶膠的物理性質，可將其分為以下幾種：
（一）粉塵
汙染物的顆粒粒徑範圍在10納米以上稱為粉塵。鍋爐粉塵通常是由兩部分組成，即未燃盡的炭粒和不可燃物質，粉塵粒子的形狀大多是不規則的。影響鍋爐粉塵的排放量及其分散度的因素主要有：燃燒方式、煤的品質、鍋爐負荷、爐排熱負荷四個方麵。
1.燃燒方式的不同，排塵濃度及分散度也不同，而且差別較大。雙層燃燒、反燒鍋爐利用了反燒的原理，所以鍋爐的排塵濃度很低，半煤氣鍋爐和簡易煤氣發生爐操作好了排塵濃度也很低。一般往複爐排鍋爐由於采用了合理的爐膛結構加上合理的分段送風係統，鍋爐的排塵濃度為1-2g/Nm3；鏈條爐排鍋爐較往複爐排鍋爐稍差，排塵濃度為2.0-3.5g/Nm3；拋煤機鍋爐排塵濃度達8.0-13.5g/Nm3，而煤粉爐可高達14-20g/Nm%沸騰爐最高達到40-70g/Nm3。
2.煤的品質不同，排塵濃度也不同，其中主要與煤的灰分含量有關，灰分含量越高，排塵濃度也越高。
3.爐排熱負荷（每平方米爐排麵積上每小時燃料燃燒所釋放出的熱量）越大，排塵濃度越高，而爐膛負荷（每m3爐膛容積每小時燃料燃燒所釋放出的熱量）越大，煙氣在鍋爐內停留的時間越長，燃燒越完全，因而排塵濃度也小。
4.鍋爐負荷越大，燃煤量就越多，煙氣量越大，排塵濃度越高，粗粒徑的粉塵也越多。此外鍋爐的結構及操作運行技術都對排塵濃度和分散度有所影響。
（二）煙
按照ISO的定義：“通常係指由冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠.它是由熔融物質揮發後生成氣態物質的冷凝物，在生成過程中總是伴有諸如氧化之類的化學反應。”鍋爐運行時所產生的煙，多為可燃質組成。煙的粒子是很細的，粒徑範圍一般在0.01-0.05m之間。
（三）黑煙
按照ISO的定義通常係指燃燒產生的能見氣溶膠。從環境保護角度考慮，黑煙不包括水蒸氣。目前表示黑煙的量常采用林格曼級數，即黑煙的遮光率、玷汙的黑度或捕集的沉降物的質量來定量表示黑煙。級數越高，汙染越嚴重。
（四）液滴
按照ISO的定義係指在靜止條件下能沉降，在紊流條件下能保持懸浮的某一種尺寸和密度的小液體粒子。”主要粒徑範圍在20/m以下。
（五）輕霧或靄
按照ISO的定義係屬於氣體中液滴的懸浮體這樣一種不嚴格的名稱在氣象中它相當於能見度1000-2000m間的範圍。
（六）氣態汙染物
氣態汙染物的種類很多，主要有五種類型：以氧化硫為主的含硫化合物、以NO和二氧化氮為主的含氮化合物、碳的氧化物、HC及鹵素化合物等。
若大氣汙染物是從汙染源直接排出的原始物質，則稱為一次汙染。若是由一次汙染物與大氣中原有成分或幾種一次汙染物之間經過一係列化學或光化學反應而生成的與一次汙染物不同的新汙染物，則稱為二次汙染物。在大氣汙染中，受到普遍重視的二次汙染物主要有硫酸煙霧和光化學煙霧等。硫酸煙霧為大氣中的二氧化硫等硫化物，在有水霧和含有重金屬的飄塵或氮氧化物存在時，發生一係列化學或光化學反應而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。光化學煙霧是在陽光照射下大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氧化劑之間發生一係列光化學反應而生成的藍色煙霧（有時帶紫色或黃褐色），其主要成分有臭氧，過氧乙酰基硝酸酯（PAN），酮類及醛類等。而這些汙染物主要是鍋爐在燃燒過程中排放的。
二、大氣汙染的危害
1952年12月5-8日大霧籠罩了倫敦。12月5日，一股反氣旋從倫敦西北部到達並滯留在倫敦上空。6-7日，倫敦機場
出現了零下5-6攝氏度的最低溫度，最高溫度也在0攝氏度以下。聲雷達探測證明有兩個逆溫層，一個在近地麵，另一個由於冷空氣下沉，在較高層。12月7日兩個逆溫層結合在一起結果使倫敦處於冷的停滯空氣的盆底。當時，大氣溫度很高，有許多小的霧滴。結果約有8000人死亡。其中因呼吸道疾病及心血管疾病死亡者增加了80-90%，其中大多數是老年人，65歲以上的占60-70%，患病率也有增加。研究結果認為造成這次事件原因是由於燃煤產生的刺激性汙染物，如氧化硫、硫酸霧、煙塵等，這就是轟動世界的倫敦煙霧事件。北京市區上空大氣中的二氧化硫曾一度達到相當於1952年英國倫敦煙霧事件的含量，隻是因為其它條件（如逆溫等）不具備，故未造成危害。除倫敦煙霧事件外，其它一些國家也曾發生過類似情況。