Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные положения. Основным компонентом атмосферного воздуха является азот, который при окислении в определенных условиях может создать ряд оксидов: N2O

Основным компонентом атмосферного воздуха является азот, который при окислении в определенных условиях может создать ряд оксидов: N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O₄, N₂O₅, N₂O₆. При температурах более 100...150 ⁰С возможно существование только трех оксидов: N₂O, NO, NO₂. При сжигании топлива в котлах в основном образуются NO и NO₂, а при температурах более 600...800 ⁰С большую часть оксидов азота составляет NО. Химические реакции его образования при горении топлива в котле следующие:

N +O₂ =NО + О;

2 N₂O + O = 3NO + N.

В топочном объеме и газоходах котла, т.е. в зоне высоких температур, оксид азота NО в основном остается в прежнем состоянии и не переходит в NO₂. Это превращение происходит после выхода из дымовой трубы в атмосфере. Диоксид азота NO₂ является токсичным газом и с водой легко образует азотную кислоту, в то время как оксид азота NО в воде практически не растворяется.

Концентрация оксидов азота в уходящих газах работающего котла в основном зависит от технологических процессов сжигания топлива. Оценочные расчеты концентрации оксидов азота в пересчете на NO₂ в уходящих газах котлов можно проводить по уравнению [5]

, (9.1)

где – эквивалентный диаметр топки, м;

– тепловое напряжение объема топки, МВт / ;

– коэффициент избытка воздуха в топке.

Снижения образования оксидов азота в топке работающего котла можно добиваться совершенствованием организации топочных процессов. Такие мероприятия по снижению выбросов NО_х можно отнести к активным способам, включающим следующее:

- уменьшение избытка воздуха в топке котла в соответствии с уравнением (9.1). Например, снижение коэффициента от 1,15...1,20 до 1,03 уменьшает концентрацию оксидов азота в газах на 25...30 % при начальной = 900...15000 мг/ ;

- снижение температуры газов в зоне горения путем уменьшения температуры воздуха до допустимых пределов и создание рециркуляции дымовых газов через горелки котла. При степени рециркуляции примерно 15 % концентрация оксидов азота в газах может быть снижена также на 25...30 %;

- ступенчатое сжигание топлива в котлах, которое активно применяется в последнее время и позволяет существенно снизить образование оксидов азота в топке. Например, если в нижние горелки подавать воздух с = 0,8...0,85, а в верхних горелках дожигать топливо при общем = 1,025...1,03, можно снизить концентрацию оксидов азота до 300 мг/м³;

- изменение конструкции топочного объема котла: уменьшение теплового напряжения объема топки, увеличение экранирования топки (например, установкой двухсветных экранов), совершенствование горелочных устройств и др.;

- применение конструкции так называемых малотоксичных горелок, которые в последнее время получили широкое распространение [24]. Для твердого топлива в таких горелках предусматривается предварительный подогрев угольной пыли или ступенчатый подвод воздуха к горящему факелу. Изменением конструкции горелок можно добиться уменьшения образования NО_х в 1,5...2 раза;

- снижение образования NО_х при горении топлива в камерной топке котла за счет использование пыли более тонкого помола. Более тонкий помол угля по сравнению с традиционным приводит к интенсивному выходу летучих в начальной стадии горения, т.е. в корне факела, обогащенном топливом.

В настоящее время ведется поиск новых технологий сжигания топлива, снижающих образование как оксидов азота, так и серы. К таким технологиям можно отнести: использование кислородного дутья в топку, создание топок с низкотемпературным кипящим слоем, разработка котлов с камерой газификации низкореакционного и высокозольного твердого топлива в барботируемом аэрошлаковом расплаве и др.