燃?xì)饩呷紵a(chǎn)生煙氣的危害與控制
1、引言
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隨著燃?xì)馐聵I(yè)的不斷發(fā)展，我國燃料結(jié)構(gòu)正發(fā)生著巨大的變化，燃煤、燃油向燃?xì)廪D(zhuǎn)換，天然氣、人工煤氣和液化石油氣已經(jīng)成為現(xiàn)今人們使用最為普遍的燃?xì)赓Y源，這樣既滿足了人民生活水平提高的要求，也使環(huán)境質(zhì)量有了較大的改善。但是燃?xì)饩咴谌紵┙o熱能的同時，都會產(chǎn)生大量煙氣，當(dāng)燃?xì)馔耆紵龝r會產(chǎn)生二氧化碳、水蒸氣以及少量的二氧化硫等煙氣；而當(dāng)燃?xì)獠煌耆紵龝r還會產(chǎn)生一氧化碳和氮氧化物等煙氣。由于大部分燃?xì)饩呷紵a(chǎn)生的煙氣是直接排入室內(nèi)的，煙氣中的有害成分會直接污染生態(tài)環(huán)境，或首先污染室內(nèi)空氣，而后再污染生態(tài)環(huán)境，而且有害煙氣在污染室內(nèi)的同時會對人體健康造成極大的危害。在提倡環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)今，控制并減少燃?xì)馊紵a(chǎn)生的有害煙氣污染問題已經(jīng)變得越來越重要了，有必要對煙氣中各成分的生成機(jī)理進(jìn)行研究，從而提出控制并減少燃?xì)馊紵a(chǎn)生的有害煙氣。
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2.煙氣中各成分的生成機(jī)理、危害以及控制方法
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2.1 二氧化碳
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燃?xì)馊紵a(chǎn)生的煙氣中二氧化碳含量是相對比較大的，特別是對于含碳量較高的燃?xì)猓缫夯蜌獾?。已知天然氣的主要成分是甲烷CH4，液化石油氣的主要成分是丙烷C3H8和丁烷C4H10，其完全燃燒計量反應(yīng)式分別如下：
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CH4+2O2=CO2+2H2O
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
C4H10+6.5O2=4CO2+5H2O
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從完全燃燒計量反應(yīng)式可知：1m3甲烷氣完全燃燒需消耗2m3氧氣同時產(chǎn)生1m3二氧化碳和2m3水蒸氣；1m3丙烷氣完全燃燒需消耗5m3氧氣同時產(chǎn)生3m3二氧化碳和4m3水蒸氣；1m3丁烷氣完全燃燒需消耗6.5m3氧氣同時產(chǎn)生4m3二氧化碳和5m3水蒸氣。這也驗(yàn)證了燃?xì)馊紵a(chǎn)生的煙氣中二氧化碳含量是比較大的。雖然二氧化碳本身是無毒的，但是當(dāng)其濃度較大時，也會使人感到不舒服從而造成對人體的危害，具體可見表1。
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表1 二氧化碳對人體健康的影響[1]
空氣中二氧化碳含量（％） | 對人體健康的影響程度 |
0.07 | 正常，無影響 |
0.1 | 通常的允許值 |
0.2～0.5 | 相當(dāng)不良 |
﹥0.5 | 最不良 |
4~5 | 呼吸急促、缺氧、長時間有危險 |
8 | 10分鐘后呼吸困難、缺氧引起障礙 |
﹥18 | 有致命危險 |
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由于燃?xì)庠罹呤窃趶N房間內(nèi)使用的，燃燒時會消耗室內(nèi)的氧氣并直接將二氧化碳等煙氣直接排放在室內(nèi)。而且燃燒時間越長，所消耗室內(nèi)的氧氣量和產(chǎn)生的二氧化碳等煙氣量就越多，由于廚房間本身面積比較小，加上如果室內(nèi)的換氣通風(fēng)條件不好，那么室內(nèi)的空氣量很快會被消耗掉，這樣造成燃?xì)庠罹叩娜毖跞紵?，人處在缺氧條件下活動也會對人體造成一定的危害，具體見表2。
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表2 缺氧對人體健康的影響
空氣中氧含量（％） | 對人體健康的影響程度 |
21 | 正常 |
20 | 無影響 |
17 | 靜止?fàn)顟B(tài)無影響，工作時能引起喘息，呼吸困難 |
15 | 人體缺氧，呼吸和脈搏跳動急促，感覺和判斷能力減弱 |
10～12 | 失去理智，時間稍長有生命危險 |
6～9 | 失去知覺，呼吸停止，不急救會死亡 |
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為了解決二氧化碳污染室內(nèi)空氣，維持燃?xì)庠罹叱掷m(xù)燃燒所需的氧含量，則必須保證廚房間內(nèi)的換氣通風(fēng)，可在室內(nèi)安裝抽油煙機(jī)或排氣扇，以保持室內(nèi)的空氣流動，這樣既可以將燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排出室內(nèi)，又可以為持續(xù)燃燒提供足夠的空氣以滿足燃燒所需的氧含量要求，減少由于缺氧而造成的不完全燃燒的可能性。
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二氧化碳不僅會對人體健康造成危害，而且還會對生態(tài)環(huán)境造成污染。燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放到大氣環(huán)境中，由于二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能，它在大氣環(huán)境中增多的結(jié)果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來，造成“溫室效應(yīng)”。對于控制并減少二氧化碳排放所造成“溫室效應(yīng)”問題各國都在努力尋求解決辦法。
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2.2 水蒸氣
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從以上三個燃燒計量反應(yīng)方程式可知：燃?xì)馊紵a(chǎn)生的水蒸氣量也是相當(dāng)大的，特別是含氫量較高的燃?xì)猓缣烊粴?、人工煤氣等。眾所周知，水蒸氣既不會對人體健康造成危害也不會對大氣環(huán)境造成污染。但是在使用燃?xì)庠罹邥r，由于其在廚房間內(nèi)使用，燃?xì)馊紵蟮臒煔庵苯釉谑覂?nèi)擴(kuò)散，其中燃燒所產(chǎn)生的水蒸氣在遇到冷的物品（如玻璃器具等）和冷的墻壁時會在其表面凝結(jié)成小水滴，加上炒菜時產(chǎn)生的油煙和不完全燃燒產(chǎn)物會使小水滴吸附在物品和墻壁上，從而使物品和墻壁表面有潮濕感和油膩感，使居住環(huán)境的舒適性大為下降。所以為了減少并避免上述情況的出現(xiàn)，也必須保證廚房間內(nèi)的換氣通風(fēng)以便及時快速地將燃燒產(chǎn)生的水蒸氣排出室內(nèi)。
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2.3 一氧化碳
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燃?xì)馊紵a(chǎn)生的一氧化碳主要是由于燃?xì)獠煌耆紵斐傻?。一氧化碳的生成與燃燒溫度、一次空氣量、二次空氣量以及燃燒產(chǎn)生的煙氣在高溫區(qū)的滯留時間等因素有關(guān)。當(dāng)燃燒溫度越高，其空間存在助燃?xì)怏w時，燃燒就越完全；當(dāng)一次空氣量和二次空氣量充足時，燃燒也越完全；當(dāng)燃燒產(chǎn)生的煙氣在高溫區(qū)滯留的時間越長，不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳就可以繼續(xù)與氧發(fā)生反應(yīng)，減少一氧化碳的生成量。
受限空間作業(yè)安全要求
