Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Снижение уровня NOx при сжигании жидкого топлива
Основное различие между сжиганием газообразного топлива и сжиганием жидкого топлива, с точки зрения оксидов азота, состоит в том, что в последнем азот находится в виде азотосодержащих соединений. Азот является причиной образования оксидов NOx, которые дают значительный вклад в общее содержание NOx. Принципы образования тепловых и быстрых оксидов азота рассмотренные в предыдущем параграфе, приемлемы и для жидкотопливных горелок. Что же касается топливных оксидов азота, то в восстановительной среде содержащийся в топливе азот, может переходить не во вредный NOx, а в простой и безопасный молекулярный азот N2. Для этого в некоторых областях факела нужно создать богатые топливом зоны и условия для процесса восстановления. Например, в область горения сначала подается 80% от общего количества поддерживающего горение воздуха вместе со 100% топлива, а затем подаются оставшиеся 20% воздуха для горения (добавочный воздух). Применительно к горелкам малой и средней мощности бытового и коммерческого назначения этот метод пока проходит этап тестирования. Все эти методы всё ещё находятся в стадии эксперимента на бытовых и коммерческих горелках. А в промышленных горелках эта технология уже вносит свой ценный вклад.
Угарный газ.
Угарный газ (CO) - это безвкусный газ без цвета и запаха. Угарный газ плохо рассеивается из-за плотности, близкой плотности воздуха. Угарный газ токсичен, при вдыхании очень быстро вступает в реакцию с гемоглобином крови, нарушая нормальный процесс окисления крови. Физиологическое влияние на организм зависит от концентрации угарного газа в воздухе и от длительности воздействия на человека при данной концентрации. На рис. 8 показано влияние угарного газа в зависимости от двух указанных выше параметров. Угарный газ образуется в дымовых газах в результате неполного окисления углерода. Его присутствие в дымовых газах является признаком неполноты сгорания. Если не весь углерод, окислился до СO2, то это означает, что не была произведена дополнительная теплота. Угарный газ образуется в дымовых газах, когда горение происходит при недостаточном, по сравнению со стехиометрическим, количестве воздуха. Иными словами, - когда имеющегося в воздухе кислорода не хватает для реакции полного окисления углерода. Как правило, в системах отопления теплогенераторами выбрасывается в атмосферу незначительное количество угарного газа: процесс горения обычно протекает при избыточном, по сравнению со стехиометрическим процессом, количестве воздуха. Рисунок 8. Влияние угарного газа
1.4.4. Общее содержание взвешенных частиц.
В эту категорию загрязняющих веществ входят те выбросы, в которых присутствуют частицы инертных твердых веществ и металлов. Размер этих частиц меняется от минимального 0,01 микрон до максимального 500 микрон. Частицы бывают органического и неорганического происхождения. Их можно разделить на три категории :
Самая мелкая фракция частиц называется сажей. Опасность, которую представляют собой частицы, обратно пропорциональна их размеру. Вред, как правило, наносится дыхательному тракту и лёгким. На рис. 9 показано, на какую глубину могут проникать эти частицы в человеческий организм, в зависимости от их размера. Рисунок 9. Проникновение частиц в дыхательную систему
Кроме того, частицы могут переносить в лёгкие оксиды различных металлов (ванадий, никель и т.д.), которые образовываться в результате горения. Реальную угрозу представляют только частицы с эквивалентным диаметром менее 10 микрон: они достаточно легки, и остаются в воздухе в виде взвеси в течение нескольких часов. Выбросы оксидов металлов зависят от концентрации соответствующих металлов в топливе. В бытовых отопительных системах лучшим способом борьбы с ними является использование топлива со сниженным содержанием тяжелых металлов. Сажа обычно образуется на особых участках поверхности факела, где мало кислорода или низкая температура. Для борьбы с ней надо обеспечить процессу горения равномерную температуру, хороший приток воздуха и турбулентность - чтобы топливо и кислород могли хорошо перемешиваться. Пепел образуется, когда процесс распыления и испарения жидкого топлива в камере сгорания идет неправильно или ему препятствует слишком большая вязкость и низкая летучесть топлива. Чтобы понизить вероятность образование этих компонентов, необходимо увеличить время их нахождения в камере сгорания и обеспечить топливо достаточным количеством кислорода. Максимально допустимая концентрация загрязняющих веществ в дымовых газах, как правило, законодательно закрепляется и может различаться для отдельных регионов и/или областей.
1.4.5. Комментарии к выбросу CO2.
Двуокись углерода СO2 не рассматривалась в предыдущих параграфах, поскольку вместе с водяным паром является одним из основных продуктов горения любых углеводородов. Накапливание двуокиси углерода в атмосфере является основной причиной явления, известного как "парниковый эффект". Скопившаяся двуокись углерода поглощает часть инфракрасного излучения, выделяемого землей в атмосферу, и таким образом задерживает теплоту В результате этого явления на Земле постепенно увеличивается средняя температура, что ведет к катастрофическим последствиям. Абсолютное количество двуокиси углерода, образующееся при горении, зависит исключительно от количество углерода C в сжигаемом топливе. Чем выше в топливе соотношение С-Н, тем большее количество двуокиси углерода образуется. Как правило, при равном количестве произведенной энергии, жидкое топливо дает больше двуокиси углерода, чем газообразное. В следующих разделах, посвященных процессам управления горением будет показано, что для достижения высокого КПД процентное содержание СO2 должно быть максимально высоким. При одной и той же произведенной энергии чем меньше содержание СO2 в дымовых газах, тем менее эффективно работает система и, следовательно, тем больше топлива сжигается. При этом надо помнить, если изменить процентное содержание СO2 в дымовых газах по отношению к другим газам, общее количество СO2 остается более или менее постоянным.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-31; Просмотров: 293; Нарушение авторского права страницы