Технологические печи

NO + О3 = NO2 + О2

Следует выделить три источника в образовании окислов азота:

«топливные» NOX

термические NOX

«быстрые» NOх.

«Топливные» NOх. Термин служит для обозначения окислов азота, образующихся из азотсодержащих компонентов топлив. В большинстве проведенных исследований была обнаружена прямо-пропорциональная зависимость концентрации образующихся окислов азота от содержания азота в исходном топливе.

СmНnNу + О2 = СО2 + Н2О + NОх

Термические NОх. Эти окислы образуются за счет окисления молекулярного азота атомарным кислородом (механизм Зельдовича).

О2+ М = О + О + М - 494 кДж/моль (инициирование)

О + N2 = NO + N - 314 кДж/моль+ О2 = NO + О + 134 кДж/моль

О + О + М = О2 + М + 454 кДж/моль (обрыв цепи)

В большинстве топочных устройств время пребывания продуктов сгорания в топке не превышает 1-5 сек., а время достижения равновесных концентраций NО при температурах 1800-1900 К составляет 23-24 сек. Учитывая, что термические окислы образуются в узком температурном интервале, где время нахождения продуктов не превышает доли секунды, можно утверждать, что при образовании оксида азота в установках не достигаются равновесные концентрации.

«Быстрые» оксиды азота. Данный вид окислов азота образуется в зоне достаточно низких температур в результате реакции углеводородных радикалов с молекулой азота и последующим взаимодействием атомарного азота с гидроксильной группой ОН. Эта реакция протекает достаточно интенсивно даже при температурах 1600 К, когда образования термических окислов практически не происходит. Также в результате взаимодействия с пероксидным радикалом НО2 по реакции:

СО + НО = СО2 + Н

Н + О2 - НО + О

Н + О2 + М = НО2

NO + НО2 = NO2 + ОН

Диоксид азота NO2 представляет собой пар буро-красною цвета, оказывающий раздражающее воздействие на дыхательные пути и приводящий к отеку легких.

Оксиды серы SO2 и SO3. Содержащаяся в топливе сера является источником образования оксидов серы SOх. В твердых топливах сера содержится в трех видах: органическая, колчеданная и сульфатная. В состав газообразных топлив сера входит только в виде Н2S и меркаптанов. Сера в мазуте входит в состав серосодержащих органических соединений и в меньшей степени она присутствует в виде серовода и элементной серы. При сжигании сернистых топлив присутствующая сера окисляется до сернистого ангидрида.

СmНnSх + O2 = CО2 + Н2О+ SО2

Часть (1-5%) SО2 затем доокисляется до серного ангидрида SО3 в ходе гомогенных реакций при горении топлива SО2 + 1/2О2 = SО3, а также в результате гетерогенных реакций на поверхности нагрева с участием катализаторов (V2O5, Fe2O3)

SО2 + 1/2О2 + kat = SО3

Бенз(а) пирен. Молекулы полиароматических углеводородов (ПАУ) содержат циклы из шести атомов углерода с тремя двойными связями (так называемые бензольные ядра). Они образуются в результате неполного сгорания любых углеводородных топлив. Последнее имеет место из-за торможения реакций окисления углеводородов топлива холодными стенками топочных устройств, а также может быть вызвано неудовлетворительным смешением топлива и воздуха. Это приводит к образованию в топках (камерах сгорания) локальных окислительных зон с пониженной температурой или зон с избытком топлива. Таким образом, суммарная эмиссия ПАУ (наряду с выбросами СО) является мерой неэффективности процесса горения топлива.

Еще статьи по экологии

Технологические решения, повышающие экологическую безопасность бизнеса нефтепергонного завода
Разработать технологические решения, повышающие экологическую безопасность производственного бизнеса Сибур. Параллельно в решении бизнес кейса развить тему: «Экоиндустрия, как социальная от ...

Экологические последствия ядерной войны
В истории развития человечества есть множество событий, открытий, свершений которыми мы можем гордиться, приносящих благо и красоту в этот мир. Но в противовес им вся история человеческой ц ...

Подбор аппарата очистки выбросов гальванического участка цеха №41 ОАО ПСЗ Янтарь
Коренное решение проблемы защиты окружающей среды от выбросов промышленных предприятий состоит в создании замкнутых технологических циклов (безотходных систем). Однако их разработка и в ...