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

Разработка предложений по вопросам защиты экологических систем на территории нефтяного терминала ОАО НК Роснефть-Архангельскнефтепродукт
По оценкам специалистов, Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция является перспективным и стратегически важным для российской экономики регионом. Тимано-Печорский бассейн является последн ...

Экологический кризис в России
Экологический кризис - особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Причины ...

Оценка воздействия процесса строительства на компоненты окружающей среды
В настоящее время экологическая ситуация в экономически развитых регионах и городах РФ часто является неблагополучной, что обусловлено повышенной антропогенной нагрузкой. В связи с этим действующие за ...