Toxikus szerves összetevők égéstermékek
A környezet szennyezése toxikus termékek, mint a fosszilis tüzelőanyagok egyik legfontosabb probléma a modern technika. Már ütemét és mértékét az emberi expozíció meghaladja az alkalmazkodó képesség, a bioszféra és így visszafordíthatatlan környezeti folyamatokat, ami a környezeti katasztrófák.
Súlyos szennyezés a légkörbe csőkemencébe finomítók. A légkörbe kibocsátott részeként az égéstermékek a szén-monoxid, NO nitrogén-oxidok, NO2. dioxid SO2 szénhidrogének és a kén.
A leginkább mérgező kibocsátások nitrogén-oxidok, ami az elsődleges szükségességét, hogy csökkentsék a kibocsátást.
Forrásai és mechanizmusa a nitrogénoxidok kialakulása során az égés a szerves tüzelőanyagok
Vannak három mechanizmus a nitrogén-oxidok: termál, gyors és üzemanyag.
A formáció a termikus nitrogén-oxidok és a gyors - nitrogénforrásként levegő, és abban az esetben a nitrogén-oxidok, az üzemanyag - nitrogént tartalmazó összetevők a tüzelőanyag.
Termikus nitrogén-oxidok reakciójával kialakított oxidációs atmoszferikus nitrogén szabad oxigén az égési folyamatban. Az alapvető mennyisége termikus nitrogén-oxidok képződnek egy szűk hőmérséklet-tartományban, közel a maximális hőmérséklet az égési zónában az aktív. A képződésének mechanizmusát termikus nitrogén-oxidok javasolták Ya.B. Zeldovich és magában foglalja a következő reakciók:
Ezt később kiegészítve a reakció atomi nitrogén, amely hidroxilcsoporttal és nevezték kiterjesztett mechanizmust YB Zeldovich:
A fő befolyásoló tényezők a hozam a termikus nitrogén-oxidok egy körüli hőmérsékleten a generációs NOx, koncentráció atomos oxigén és a tartózkodási idő az égéstermékek a zónában. A nitrogén-oxidok koncentrációjának lineárisan növekszik a növekvő koncentrációjú atomos oxigén és exponenciálisan növekvő hőmérséklet.
Gyors nitrogén-oxidok képződnek viszonylag alacsony hőmérsékleten a reakció a szénhidrogéncsoportok a levegőt nitrogénnel, és ezután reagáltatjuk a nitrogéntartalmú és oxigéntartalmú gyökök. Ez a módszer a kialakulása az oxidok végbe a nagyon nagy sebességű (innen a nevük; gyors). gyors kialakulását oxidok elsősorban függ a csoportok koncentrációját a gyökere része a fáklya. A láng oxidálásával (elégetésével a feleslegben lévő oxigén fordul elő) hozzájárulásuk jelentéktelen, de az égés a feldúsított keverékeket az alacsony hőmérsékletű égési és arányuk elérheti a 25% -át a teljes tartalom a nitrogén-oxidok. A képződésének mechanizmusát „gyors” S. Fenimore NOx leírt:
A tüzelőanyag-nitrogén-oxidok képződnek a tüzelőanyag nitrogén vegyületek oxidálásával oxigénnel hőmérsékleten 900-1000 K.
A tüzelőanyag-nitrogén-oxidok képződnek az égés során a természetes gáz (ahogy van, kevés kivétellel, nem tartalmaznak megkötött nitrogén), de az égés a fűtőolaj, és különösen az összes típusú szilárd tüzelőanyag (tőzeg, olajpala, lignit és a szén), az arány a tüzelőanyag-NOX nagyon magas és egyes esetekben eléri a 100% a teljes NOx-kibocsátást.
A következő táblázat mutatja, az átlagos NOx képződés során az égés a különböző üzemanyagok.
Izolálása a nitrogén-oxidok (NOx) tipikus fűtőberendezések (kemencék)
Befolyásoló tényezők a nitrogénoxidok képződését
Tekintettel a feltételei a nitrogénoxidok kialakulása során a tüzelőanyag elégetése a fenti rendszerek, a következő tényezők befolyásolják a kialakulását NOx:
- helyi gáz hőmérséklete az égéskamrában;
- gáz tartózkodási ideje a magas hőmérsékletű zónában;
- szintjét oxigén és a nitrogén az égési zónában;
- Levegő hőmérséklete az égetőberendezés bemeneti.
Az értékelő tényleges NOx-kibocsátás módosításokat kell formájában korrekciós tényezők, amelyek figyelembe veszik a hatása az egyes tényezők az NOx képződést.
Ez lehet becsülni a tényleges (becsült) NOx-képződést a tényleges kemencében szerinti kemencében a következő képlet:
K1 - együttható figyelembevételével hatása égéstér hőmérséklet NOx képződését;
k2 - tényező figyelembevételével hatására a felesleges levegő NOx-kibocsátás
k3 - tényező figyelembevételével hidrogén hatására tartalom a füstgáz NOx-kibocsátások;
k5 - tényező figyelembevételével hőmérséklet hatása NOx képződés;
Mivel (NOx) adatbázisok. hozott NOx értéket a kipufogógázok nyert pad vizsgálatok. Jellemzően az égő nem rig elvégzett vizsgálatok eredménye földgáz (CH4) névleges légfelesleg (1,05-1,15), az égési levegő hőmérséklete környezeti hőmérséklet az égéstérben az egyik égő telepítve, áll felszerelt fali hűtőrendszerek.
Hatása Az égéstér hőmérsékletét obrazovanieNOx
Oktatási „termikus» NO történik közvetlenül az égési zónában, ahol a reakciót O + N2 = NO + N - NO-képződés határol tekinthető.
Az energia gát erre a reakcióban két összetevőből áll:
1) A szükséges energiát a kialakulása egy oxigénatom (E1); 2) az aktiválási energia a reakció a oxigénatom nitrogén molekula (E2).
Mivel az aktiválási energiája ez a reakció igen magas, ez határozza meg, csak az erős függését kialakulását nitrogén-oxid arány a hőmérséklettől.
Hatása a légfelesleg arány obrazovanieNOx.
Befolyásolja a tüzelőanyag összetétele gáz obrazovanieNOx.
Az üzemanyag készítmény egy meghatározó tényező a kialakulását „gyors” és a „tüzelőanyag” nitrogén-oxidokat.
A mechanizmus a kialakulását „gyors” a nitrogén-oxidok a következő.
Magas hőmérsékleten a paraffin-szénhidrogének vannak kitéve egy többé-kevésbé mély bomlással törés a C-C vagy C-H. Termikus bomlás szénhidrogén előfordul eltérően a hőmérséklettől függően. A bonyolultabb a molekula, annál könnyebb termikusan. Az elsődleges reakciózóna a termékek szabad gyökök. Gyökök kémiailag telítetlen részecskék ob füstölő kivételesen magas reaktivitása és azonnal jönnek a különböző reakciókat, különösen nitrogén levegőből, alkotó nitrogén-monoxid NO.
Oktatási „tüzelőanyag” NO számítják ki, feltételezve, hogy az égés során a nitrogéntartalmú tüzelőanyag elbontjuk az aktív komponensek a atomos nitrogén N vagy hidrogén-cianid HCN. Továbbá, úgy gondoljuk, hogy a folyamat mentén zajlik, két ágra: az oxidációs nitrogén-monoxid a nitrogén-N (HCN) + O 2 → NO és a kialakulását molekuláris nitrogén miatt rekombinációs 2N → N2 atomos nitrogén.
A nitrogénoxidok képződését történik üzemanyagot a kezdeti szakaszban a fáklya, a kialakulását „gyors» NO és a kialakulását „termikus» NO.
Hatása robbanás levegő hőmérsékletének obrazovanieNOx.
Módszerek tartalmának csökkentésére a nitrogén-oxidok a füstgázokban.
Tisztítása az égéstermékek a nitrogén-oxidok technikailag bonyolult, és a legtöbb esetben gazdaságilag nerenta-kábelezés. A legmegfelelőbb technológia bevezetése nitrogén lépésben elnyomására égés oxidok, amelyek közé tartoznak a szervezet a kemence folyamat a lehető legalacsonyabb hőmérsékletet az égési zónában, és a kis felesleg levegő.
A fő mód-technológiai módszerekkel, hogy csökkentsék a nitrogén-oxidok a következők:
1. Üzemanyag belső égésű alacsony felesleg levegő arány.
2. A kétlépcsős tüzelőanyag elégetése.
3. újrahasznosítás része a füstgázok az égési zónába;
4. Csökkentett levegő előmelegítési hőmérséklete.
Égetése üzemanyagok alacsony felesleg levegő arány.
Az egyik legkönnyebben végrehajtott biztonsági intézkedések célja, hogy csökkentse a felesleges levegőt a kemencében. Azáltal, hogy csökkenti az oxigén tartalom az égési zónában formáció elnyomott, mint a „termikus” és a „tüzelőanyag» NOx. Ezért az esemény lehet alkalmazni égése során bármilyen fosszilis tüzelőanyagok.
Maximális hatékonyság érhető el, ha égő felesleges levegő
α = 1,03 ÷ 1,05. A függőség a NOx-koncentrációt a felesleg levegő aránya van a görbe formájában egy extrém csúcs a tartományban α = 1,1 ÷ 1,3. Továbbá NOx maximális megfelel, általában az ilyen felesleg levegő arány érték, amelynél az adott körülmények között elérjük a legteljesebb elégetve a tüzelőanyagot.
A kétlépcsős tüzelőanyag elégetése.
Ebben égési folyamat felépítése a következő: az égő üzemanyaggal betáplált levegő mennyisége kisebb, mint sztöchiometrikus (tipikusan α = 0,8 ÷ 0,95), és a többi szükséges egyensúlyt az összeget a bevezetett levegő az égéstérbe további hossza mentén a fáklya. Így, az első fázisú égetés végezzük tüzelőanyag égetéséből hiánnyal oxidálószer, és a második - utóégetése termékek elgázosítás alacsony hőmérsékleten. Ennek köszönhetően a korai láng miatt csökkent az oxigén koncentrációja csökken a kialakulását a tüzelőanyag nitrogén-oxidok és csökkentését a hőmérséklet szintje a második lépésben csökkenti a NOx képződést.
Recirkulációs az égéstermékek.
Ez a módszer abból áll, hogy kiválasztja a részét füstgáz (5 ... 30%) a füstcső hőmérsékleten 300 ... 400 ° C-on és a szállító ezeket a gázokat, hogy az aktív égés zónájában (lehetőleg után égők, különálló fúvóka, illetve keverék levegővel szállított égési ).
NOx-koncentráció miatt nem annyira alacsony hőmérsékleten keringetett gázok, mint csökkentését égési hőmérséklet csökkenése következtében a sebessége láncreakció jelenléte miatt inert gázok és koncentrációjának csökkentésére a reagensek. A legnagyobb hatása csökkenti a nitrogénoxidok képződését elérjük, amikor megüt a teljes összegét gázok visszavezetett az égési zónába aktív az esetben a teljes előkeverő levegővel csapást. Ebben az értelemben, hogy a legnagyobb hatékonyságot belépő égési légcsatornák, hogy az égők vagy etetésére keresztül jut a tűztérbe külön égők csatornákat.
A táblázat az NOx kibocsátások csökkentését célzó attól függően, hogy a szervezet az égési folyamatot.
Égő típusa mechanizmus égési szervezetek
Injekciós égő különböznek fokozott képződése a nitrogén-oxidok, mint a diffúziós égő az azonos hőkapacitás. A pre-keverő az üzemanyag és a levegő jól előkészített tüzelőanyag-levegő keverék lép be az égéstérbe injekciós égők. Az égési folyamat zajlik gyorsabban, ami rövidebb a láng van kialakítva zónák megnövelt hőmérséklet képest a diffúziós égő, amely elősegíti megnövekedett NOx képződés.
Samotyage égők hosszabb fáklyát, és alacsonyabb NOx-kibocsátás, mint az azonos ventillátor égők hőerőmű.
tökéletlen üzemanyag égéstermékek
(CO és el nem égett szénhidrogének).
Szén-monoxid (CO), hidrogén, telítetlen, telített, aromás szénhidrogének és kormos részecskék a tökéletlen égés termékeinek elégetése során a szénhidrogén üzemanyagok.
A jelenléte a tökéletlen égéstermékek jelentős koncentrációban elfogadhatatlan, mert szennyeződéséhez vezet a légkör mérgező anyagok és a csökkentése gázüzemű berendezések hatékonyságát.
Fő okoz tökéletlen égés az üzemanyag:
- égési gázok elegendő mennyiségű levegő;
- rossz keveredése az éghető gáz és a levegő előtt és az égési folyamat során;
- túlzott láng lehűlése, mielőtt teljes égésű reakciók.
A metán égési reakciók (attól függően, hogy az oxigén koncentrációját a reakcióelegyben) leírható az alábbi egyenletekkel:
a sztöchiometrikus arány, vagy fölös mennyiségű oxidálószer:
A hiány az oxidálószer:
Égése során keletkező szén-dioxid fordul elő másodlagos reakciók CO utánégetés a N-a hívás képernyőn, melyek leírása a következő egyenlettel:
Összhangban a Le Chatelier elve a hőmérséklet növelésével és a nyomás állandó exoterm egyensúlyi reakcióban (3) van eltolódva irányában disszociációs CO2 szén-monoxid és az oxigén.
A leghatékonyabb módszer, hogy csökkentse a szén-monoxid-kibocsátás - megakadályozza annak kialakulását. Erre a célra vannak tervezve, hogy biztosítsa a jó keveredés bevezetett levegő az égés hatékonyságát ellenőrző rendszer és egyéb eseményeket. Sajnos, intézkedéseket, hogy elnyomja a kialakulását szén-monoxid, megnövekedett koncentrációjához vezethet a nitrogén-oxidok, és fordítva. Ezért, az egyes típusú eszköz kell értékelni égés bizonyos szennyező anyagok kibocsátásának. Elosztása során nagy mennyiségű szén-monoxid (például, a égő koksz a regenerátor egység) összegyűjtjük, és elégetik a helyreállítási kazánok.
Csökkentett kibocsátott szén-monoxid egy katalitikus krakkolási elért utóégető füstgázok közvetlenül végrehajtási teljes utóégetése a regenerátorban alapján alkalmazást elősegítő adalékok a bázikus katalizátor (nemesfém alumínium-oxid). CO koncentráció füstgázokban redukáljuk 10 0,1%.
Újraégetése is a fő módszer semlegesítésére más forrásból kibocsátott szén-oxid és más káros szénhidrogének felhasználásával egy új, hatásosabb katalizátorok utánégetés.