Вредные выбросы с продуктами горения.

 

В результате горения образуются следующие основные загрязняющие вещества:

· оксиды серы, обозначаемые SOx, в основном состоящие из диоксида серы SO₂ и триоксида серы SO₃;

· оксиды азота, обозначаемые NOx, в основном состоящие из монооксида азота N0 и диоксида азота NO₂;

· угарный газ CO;

· взвешенные частицы.

Рисунок 4. Процесс образования кислотных дождей

Существуют три основных метода, призванных уменьшать выброс загрязняющих веществ:

1. превентивный метод - когда топливо обрабатывается до того, как оно будет сожжено. Задача - снизить содержание в топливе загрязняющих веществ. Например, в жидком топливе (дизельное топливо и мазут) стремятся уменьшить содержание серы;

2. первичный метод - когда воздействуют на процесс горения и на оборудование (горелку) для того, чтобы улучшить условия горения и, следовательно, снизить возможность образования загрязняющих веществ;

3. вторичный метод - когда воздействуют на дымовые газы, чтобы задержать загрязняющие вещества до их попадания в атмосферу.

При проектировании и производстве бытовых горелок обычно опираются на первые два метода. Т.е. используют "экологически чистое" топливе газ, сжиженный нефтяной газ, дизельное топливо и мазут с низким содержанием серы и азота. И/Или закладывают в конструкцию горелки решения позволяющие максимально уменьшить выбросы загрязняющих веществ, например оксидов азота (горелки с низким выбросом NOx)

Третий метод рекомендуется использовать только в больших промышленных котельных, потребляющих значительное количество топлива, как правило, на мазуте. Установка специального очистительного оборудования для дымовых газов экономически оправдана только там, где их образуется много.

 

 

Оксиды серы.

 

Оксиды серы - токсичные для человека вещества.

Диоксид серы (SO₂ ) вызывает раздражение глаз и слезотечение при концентрации в воздухе свыше 300 мг/Нм³. А опасный для жизни порог оценивается приблизительно в 500 мг/Нм³

Формирование оксидов серы происходит при умеренной температуре. В обычных условиях высокой температуры факела и избытка воздуха в 20% почти вся сера, содержащаяся в топливе, окисляется до SO₂.

Диоксид серы - это бесцветный газ с плотностью примерно в два с половиной раза больше плотности воздуха. В закрытых помещениях он стелется по земле.

Триоксид серы (SO₃ ) может образовываться при низкой температуре горения (400°С) например, в процессе наладки горелки, когда горение осуществляется при большом количестве избыточного воздуха или при использовании чистого кислорода.

Триоксид серы вступает в реакцию с водяными парами с образованием серной кислоты H₂SO₄, которая является коррозийной средой и может разъедать поверхности нагрева теплогенератора.

Меры по снижению содержания в выбросах SO₂ и SO₃, основаны преимущественно на превентивном воздействии на топливо на этапе его производства, где применяются каталитические десульфурирующие процессы.

На больших предприятиях, работающих с тяжелыми фракциями нефтепродуктов, оксиды серы удаляют с помощью абсорбции растворами на водной основе, которые могут задерживать до 90% вредных веществ.

 

 

Оксиды азота.

 

Монооксид азота (NO) - это бесцветный, без запаха, плохо растворимый в воде газ. Он составляет более 90% от всех оксидов азота, образуемых при высокотемпературном горении. Если концентрация находится в пределах от 10 до 50 ppm. он не является сильно токсичным раздражающим веществом.

Диоксид азота (NO₂ ) - это газ, который заметен даже при небольшой концентрации: он имеет коричневато-красноватый цвет и особый острый запах. При концентрации более 10 ppm. является сильным коррозийным веществом и сильно раздражает носовую полость и глаза. При концентрации более 150 ppm. вызывает бронхит, а свыше 500 ppm. - отек легких, даже если воздействие длилось всего несколько минут.

Монооксид азота NO, который присутствует в городском воздухе, может самопроизвольно переходить в диоксид азота NO₂ при фотохимическом окислении.

Существуют три пути образования оксидов азота, различающиеся по способу происхождения, но не по химическому составу:

1. тепловые оксиды азота (тепловые NOx);

2. быстрые оксиды азота (быстрые NOx);

3. топливные оксиды азота (топливные NOx).

 

Тепловые оксиды азота, составляющие большинство, образуются при высокой температуре (Т>1500 К) и при условии высокой концентрации кислорода при окислении атмосферного азота в процессе горения. Тепловые оксиды образуются при сжигании газообразного топлива (природный газ и сжиженный нефтяной газ) и топлива, в котором не содержатся вещества, имеющие в своем составе азот

Быстрые оксиды азота образуются при связывании атмосферного азота углеводо­родными частицами (радикалами), которые присутствуют в зоне факела. Этот метод образования оксидов протекает с очень высокой скоростью (отсюда их название; быстрые). Образование быстрых оксидов прежде всего зависит от концентрации радикалов в корневой части факела. При окислительном пламени (горение происходит с избытком кислорода) их вклад незначителен, но при сжигании обогащенных смесей и при низкотемпературном горении их доля может достигать 25% от общего содержания оксидов азота.

Топливные оксиды азота образуются при окислении азотосодержащих веществ, присутствующих в топливе в зоне факела. Концентрация топливных оксидов может достигать значительных размеров, если содержание в топливе азотосодержащих веществ превышает 0,1% от веса. Как правило, это касается только жидкого и твердого топлива.

На рис. 5 показано соотношение между NOx разных типов в зависимости от типа топлива (при стандартных условиях горения):

Доля быстрых оксидов азота более или менее постоянна, в то время как доля топливных оксидов азота увеличивается при горении видов топлива с более высоким молекулярным весом. При этом доля тепловых оксидов азота снижается.

Рисунок 5. Типы NOx для разного топлива

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: