В процессе сгорания твердого топлива, как известно, образуется остаток--зола в виде мелких (порошкообразных) частиц и крупных кусков -- шлака. При слоевом сжигании топлива различных видов основная масса золы (примерно 75--90%) остается в топке и газоходах котла, а остальная часть (более мелкая) уносится дымовыми газами в атмосферу.

При факельном сжигании твердого топлива (в виде пыли) унос золы с дымовыми газами значительно возрастет и достигнет 80--90%. Вынесенные таким образом зола и несгоревшие мельчайшие частицы топлива (унос) загрязняют атмосферу, следовательно, ухудшают санитарно-гигиенические условия окружающей местности. Выбрасываемая в атмосферу летучая зола очень тонкая, она легко может проникать в глаза и легкие человека, нанося огромный вред здоровью. Поэтому дымовые газы перед выбросом их в атмосферу необходимо очищать от золы и уноса в специальных устройствах -- золоуловителях (например, золоуловители ЗУ), которыми оборудуются почти все современные котельные, работающие на твердом топливе.

Котельные установки крупных городов являются лидерами не только по количеству вредных выбросов в окружающую среду, но и по их ядовитому воздействию. Регулярно проводимая оценка воздействия на окружающую среду высокотоксичных веществ показывает, что качество воздуха в крупных российских городах ежегодно ухудшается. Как следствие - среди населения этих городов увеличивается количество людей с заболеваниями органов дыхания; у жителей мегаполисов снижается иммунитет и учащаются случаи возникновения онкологических заболеваний.

Исследования дымовых уходящих газов топливосжигающих установок показывают, что в их составе основными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксиды углерода (до 50%), оксиды серы (до 20 процентов), оксиды азота (до 6-8%), углеводороды (до 5-20%), сажа, оксиды и производные минеральных включений и примесей углеводородного топлива. В свою очередь, выхлопные и отработавшие газы тепловых двигателей выбрасывают в воздушный бассейн более 70 процентов оксидов углерода и углеводородов (бензолы, формальдегиды, бенз(а)пирен), около 55 процентов оксидов азота, до 5,5 процента воды, а также сажу (тяжелые металлы), гарь, копоть и т.д.

Дымовые газы котельных установок и двигателей содержат десятки тысяч химических веществ, соединений и элементов, более двухсот из которых являются высокотоксичными и ядовитыми.

При выходе в атмосферу выбросы содержат продукты реакций в твердой, жидкой и газовой фазах. Изменения состава выбросов после их выхода могут проявляться в виде: осаждения тяжелых фракций; распада на компоненты по массе и размерам; химические реакции с компонентами воздуха; взаимодействия с воздушными течениями, облаками, атмосферными осадками, солнечным излучением различной частоты (фотохимические реакции) и др.

В результате состав выбросов может существенно измениться, могут образоваться новые компоненты, поведение и свойства которых (в частности, токсичность, активность, способность к новым реакциям) могут значительно отличаться от исходных. Не все эти процессы в настоящее время изучены с достаточной полнотой, но по наиболее важным имеются общие представления, касающиеся газообразных, жидких и твердых веществ.

Наибольший экологический ущерб атмосфере и окружающей природной среде в целом наносят такие вещества, как оксиды азота и углерода, альдегиды, формальдегиды, бенз(а)пирен и другие ароматические соединения, которые относятся к отравляющим веществам.

Кроме того, при работе любой установки и двигателя выбрасывается около 1,0-2,0 процента потребляемого топлива, которое оседает на поверхностях (земли, воды, деревьев и т.п.) в виде несгоревших углеводородов, сажи, пыли и золы.

Дымовые газы имеют неприятный запах и оказывают вредное, а порой смертельное воздействие на организм человека, флору и фауну. Газовое и тепловое загрязнение воздушного бассейна способствует образованию кислотных дождей, задымлению атмосферы, изменяет характер облачности, что приводит к усилению парникового эффекта.

Наибольшую опасность для человека и живых организмов представляют компоненты, вызывающие раковые заболевания, это канцерогенные вещества, представленные в дымовых и выхлопных газах полициклическими ароматическими углеводородами (С Х Н Y).

К числу обладающих большей канцерогенной активностью, в первую очередь, следует отнести 3,4 бенз(а)пирен (С 2 0Н 12), который образуется при нарушении организации процесса горения. Наибольший выход канцерогенных веществ, в частности 3,4 бенз(а)пирена, наблюдается на нестационарных и переходных режимах.

Основные загрязняющие вещества

Диоксид серы, или сернистый ангидрид (сернистый газ).

Наиболее широко распространенное соединение серы - сернистый ангидрид (SO 2) - бесцветный газ с резким запахом, примерно вдвое тяжелее воздуха, образующийся при сгорании серосодержащих видов топлива (в первую очередь угля и тяжелых фракций нефти).

Сернистый газ особенно вреден для деревьев, он приводит к хлорозу (пожелтению или обесцвечиванию листьев) и карликовости. У человека этот газ раздражает верхние дыхательные пути, так как легко растворяется в слизи гортани и трахеи. Постоянное воздействие сернистого газа может вызвать заболевание дыхательной системы, напоминающее бронхит. Сам по себе этот газ не наносит существенного ущерба здоровью населения, но в атмосфере реагирует с водяным паром с образованием вторичного загрязнителя - серной кислоты (Н 2 SО 4). Капли кислоты переносятся на значительные расстояния и, попадая в легкие, сильно их разрушают. Наиболее опасная форма загрязнения воздуха наблюдается при реакции сернистого ангидрида с взвешенными частицами, сопровождающейся образованием солей серной кислоты, которые при дыхании проникают в легкие и там оседают.

Оксид углерода, или угарный газ.

Очень ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. Он образуется при неполном сгорании древесины, ископаемого топлива, при сжигании твердых отходов и частичном анаэробном разложении органики. В закрытом помещении, наполненном угарным газом, снижается способность гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются реакции, ослабляется восприятие, появляются головная боль, сонливость, тошнота. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.

Взвешенные частицы.

Взвешенные частицы, включающие пыль, сажу, пыльцу и споры растений и пр., сильно различаются по размерам и составу. Они могут либо непосредственно содержаться в воздушной среде, либо быть заключены в капельках, взвешенных в воздухе (аэрозоли). В целом за год в атмосферу Земли поступает около 100 млн. т. аэрозолей антропогенного происхождения. Это примерно в 100 раз меньше, чем количество аэрозолей естественного происхождения - вулканических пеплов, развеваемой ветром пыли и брызг морской воды. Примерно 50% частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте, заводах, фабриках и тепловых электростанциях. По данным Всемирной организации здравоохранения, 70% населения, живущего в городах развивающихся стран, дышит сильно загрязненным воздухом, содержащим множество аэрозолей.

Нередко аэрозоли бывают самой явной формой загрязнения воздуха, так как они сокращают дальность видимости и оставляют грязные следы на окрашенных поверхностях, тканях, растительности и прочих предметах. Более крупные частицы в основном улавливаются волосками и слизистой оболочкой носа и гортани, а затем выводятся наружу. Предполагается, что частицы размером менее 10 мкм наиболее опасны для здоровья человека; они настолько малы, что проникают через защитные барьеры организма в легкие, повреждая ткани дыхательных органов и способствуя развитию хронических заболеваний дыхательной системы и рака. Другие типы аэрозольного загрязнения осложняют протекание бронхитов и астмы и вызывают аллергические реакции. Накопление определенного количества мелких частиц в организме затрудняет дыхание из-за закупорки капилляров и постоянного раздражения органов дыхания.

Летучие органические соединения (ЛОС). Это ядовитые пары в атмосфере. Они являются источником множества проблем, в том числе мутаций, нарушений дыхания и раковых заболеваний, и, кроме того, играют главную роль при образовании фотохимических окислителей.

Антропогенные источники выбрасывают в атмосферу множество ядовитых синтетических органических веществ, например, бензол, хлороформ, формальдегид, фенолы, толуол, трихлорэтан и винилхлорид. Основная часть этих соединений поступает в воздух при неполном сгорании углеводородов автомобильного топлива, на теплоэлектростанциях, химических и нефтеперегонных заводах.

Окислы азота NO x Оксид (NO) и диоксид (NO 2) азота образуются при сгорании топлива при очень высоких температурах (выше 650 о С) и избытке кислорода. В дальнейшем в атмосфере оксид азота окисляется до газообразного диоксида красно-бурого цвета, который хорошо заметен в атмосфере большинства крупных городов. Основными источниками диоксида азота в городах являются выхлопные газы автомобилей и выбросы теплоэлектростанций (причем использующих не только ископаемые виды топлива). Кроме того, диоксид азота образуется при сжигании твердых отходов, так как этот процесс происходит при высоких температурах горения. Также NO 2 играет не последнюю роль при образовании фотохимического смога в приземном слое атмосферы. В значительных концентрациях диоксид азота имеет резкий сладковатый запах. В отличие от сернистого ангидрида, он раздражает нижний отдел дыхательной системы, особенно легочную ткань, ухудшая тем самым состояние людей, страдающих астмой, хроническими бронхитами и эмфиземой легких. Диоксид азота повышает предрасположенность к острым респираторным заболеваниям, например пневмонии.

При растворении окислов азота в воде образуются кислоты, которые являются одной из главных причин выпадения так называемых «кислых» дождей, приводящих к гибели лесов. Образование в приземном слое озона также является одним из следствий наличия в нем окислов азота. В стратосфере закись азота инициирует цепочку реакций, приводящих к разрушению озонового слоя, защищающего нас от воздействия ультрафиолетового излучения Солнца.

Озон О 3 . Озон образуется при расщеплении либо молекулы кислорода (О 2) либо диоксида азота (NО 2) с образованием атомарного кислорода (О), который затем присоединяется к другой молекуле кислорода. В этом процессе участвуют углеводороды, связывающие молекулу оксида азота с другими веществами. Хотя в стратосфере озон играет важную роль как защитный экран, поглощающий коротковолновую ультрафиолетовую радиацию, в тропосфере он как сильный окислитель разрушает растения, строительные материалы, резину и пластмассу. Озон имеет характерный запах, служащий признаком фотохимического смога. Вдыхание его человеком вызывает кашель, боль в груди, учащенное дыхание и раздражение глаз, носовой полости и гортани. Воздействие озона приводит также к ухудшению состояния больных хроническими астмой, бронхитами, эмфиземой легких и страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Двуокись углерода СО 2 Неядовитый газ. Но увеличение концентрации техногенного углекислого газа в атмосфере является одной из главных причин наблюдающегося потепления климата, что связано с парниковым эффектом этого газа.

ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ

ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ

(Flue gases) - газообразные продукты горения.

Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР , 1941

Смотреть что такое "ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ" в других словарях:

Дымовые газы - Газы, образующиеся в источниках выделения при горении органических веществ Источник: ОНД 90: Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

дымовые газы - Продукты горения топлива органич. происхождения, отходящие из рабочего пространства отапливаемых металлургич. агрегатов. Тематики металлургия в целом EN fume …

дымовые газы - продукты горения топлива органического происхождения, отходящие из рабочего пространства отапливаемых металлургических агрегатов; Смотри также: Газы печные газы газы в металлах отходящие газы инертные газы …

дымовые газы - топочные газы … Cловарь химических синонимов I

влажные дымовые газы - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN wet flue gases … Справочник технического переводчика

рециркулирующие дымовые газы - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN recycled flue gas es … Справочник технического переводчика

усреднённые по составу дымовые газы - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN average flue gases … Справочник технического переводчика

Газы в технике, применяются главным образом в качестве топлива; сырья для химической промышленности: химических агентов при сварке, газовой химико термической обработке металлов, создании инертной или специальной атмосферы, в некоторых… …

I Газы (французское gaz; название предложено голланским учёным Я. Б. Гельмонтом агрегатное состояние вещества, в котором его частицы не связаны или весьма слабо связаны силами взаимодействия и движутся свободно, заполняя весь… … Большая советская энциклопедия

дымовые трубы - сооружение для создания тяги и отвода газообразных продуктов сгорания топлива из разных металлургических печей и котлоагрегатов. В небольших печах дымовые трубы предназначаются для создания естественной тяги, под действием… … Энциклопедический словарь по металлургии

Продукты горения топлива органического происхождения, отходящие из рабочего пространства отапливаемых металлургических агрегатов;
Смотри также:
- Газы
- печные газы
- газы в металлах
- отходящие газы
- инертные газы

• - в-ва в агрегатном состоянии, характеризующемся слабым взаимод. составляющих в-во частиц, в результате чего Г. заполняют весь предоставленный им объем...

  Химическая энциклопедия

• - Смотри также Газ: Смотри также: - печные газы - газы в металлах - дымовые газы - отходящие газы - инертные...
• - сооружение для создания тяги и отвода газообразных продуктов сгорания топлива из разных металлургических печей и котлоагрегатов...

  Энциклопедический словарь по металлургии

• - газы, получающиеся после сгорания топлива в цилиндрах двигателя...

  Морской словарь

• - смеси веществ, способные образовывать в атмосфере устойчивые аэрозоли, применяемые с целью создания маскирующих и ослепляющих завес или поражения людей...

  Большой медицинский словарь

• - см. испытательные Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006...

  Строительный словарь

• - буйки с фосфором или с другим дымообразующим веществом, служащие для постановки дымовых завес на море. ...

  Морской словарь

• - газообразные продукты горения...

  Морской словарь

• - специальные приборы для выпуска дыма и образования дымовой завесы...

  Морской словарь

• - боеприпасы, приборы и машины, предназначенные для создания дыма. ВМФ служат для дымомаскировки военно-морских баз и кораблей...

  Морской словарь

• - "...- инертный газ - газ или смесь газов, содержащая кислород в количестве, недостаточном для поддержания горения углеводородов;..." Источник: Постановление Минтранса РФ от 12.02...

  Официальная терминология

• - см....
• - см....

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - служат для отведения в атмосферу газообразных продуктов горения из нагревательных приборов. Вместе с тем Д. труба притягивает к горнилу топки ток воздуха, необходимого для горения...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - Если в былое время одною из первых величин, определяющих размеры достатка и государственных или общественных сборов служил "дым" , то в наше время, а именно в XIX в., число заводских дымовых Т. может служить наглядным...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - Если в былое время одною из первых величин, определяющих размеры достатка и государственных или общественных сборов служил "дым" , то в наше время, а именно в XIX в., число заводских дымовых Т. может служить...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

"дымовые газы" в книгах

Печи и дымовые трубы

Из книги Ремонт своими руками. Из старого дома – современный коттедж автора Ойд Вольфганг

Печи и дымовые трубы Во многих старых домах отопительная система является местной, то есть в помещении установлена печь, которая и служит источником тепла. В некоторых случаях печи сочетаются со вполне современными отопительными котлами – если в старом доме, уже

Дымовые каналы

Из книги Обустройство и ремонт дома быстро и дешево. Коммуникации и интерьер своими руками всего за 2 месяца автора Казаков Юрий Николаевич

Дымовые каналы Отвод дымовых газов происходит или через внутристенные газоходы, или через насадные (коренные) дымовые трубы.Внутристенные дымовые каналы располагают в кирпичной кладке стен. Они соединяются непосредственно с самой печью через горизонтальные

Дымовые трубы

Из книги Отопление и водоснабжение загородного дома автора Смирнова Людмила Николаевна

Дымовые трубы Данные устройства предназначены для создания тяги, которая создает условия для удаления газов, образующихся при сгорании топлива. Чтобы тяга была хорошей, дымовые трубы выводят за пределы крыши дома (рис. 80). Независимо от каких-либо условий оголовники

Дымовые каналы

Из книги Строительство труб и дымоходов дачного домика автора Мельников Илья

Дымовые каналы Дымовые каналы в зависимости от мощности печей могут быть различных размеров: 1/2?1/2 кирпича при печах с теплоотдачей до 3000 ккал/ч, 1/2х3/4 при печах с теплоотдачей до 4500 ккал/ч и 1/2х1 кирпича при печах с теплоотдачей до 6000 ккал/ч при двух топках в сутки, но могут

Насадные дымовые трубы

Из книги Ремонт и отделка загородного дома автора Дубневич Федор

Насадные дымовые трубы Противопожарные требования Поперечные сечения каналов кирпичных насадных дымовых труб выкладывают кратными размерам кирпича и толщиной стенок не менее 1/2 кирпича. Каналы дымовой трубы должны идти вертикально. Устройство горизонтальных каналов

ДЫМОВЫЕ ТРУБЫ

Из книги Как построить сельский дом автора Шепелев Александр Михайлович

ДЫМОВЫЕ ТРУБЫ Воздух и дымовые газы, охлаждаясь, становятся тяжелее, а нагреваясь - легче. 1 м3 воздуха (газа) при нормальном давлении и температуре +10° весит 1248 г. При нагревании выше +10° (в печи он нагревается до 100° и больше) газ становится еще легче, а при пониженной

Дымовые трубы

Из книги Печи для бань и саун своими руками автора Калюжный Сергей Иванович

Дымовые трубы Устройство традиционной бани предполагает обязательное наличие дымохода. Он необходим для вывода из помещения дыма и газа. При отсутствии дымохода продукты сгорания и различные окиси будут оседать на поверхностях и загрязнять

4.8. Дымовые средства маскировки

Из книги Энциклопедия безопасности автора Громов В И

4.8.

Глава 7. Газы крови и кислотно-щелочное равновесие Газы крови: кислород (02) и углекислый газ (С02)

Из книги Учимся понимать свои анализы автора Погосян Елена В.

Глава 7. Газы крови и кислотно-щелочное равновесие Газы крови: кислород (02) и углекислый газ (С02) Перенос кислорода Для выживания человек должен быть способен поглощать кислород из атмосферы и транспортировать его клеткам, где он используется в метаболизме. Некоторые

Дымовые средства маскировки

Из книги Боевая подготовка ВДВ. Универсальный солдат автора Ардашев Алексей Николаевич

Дымовые средства маскировки Дымовые средства маскировки применяются в целях ослепления противника, скрытия своих войск и отдельных объектов, их действий, а также для обозначения деятельности ложных объектов (пожаров после артиллерийского обстрела или авиационного

Дымовые снаряды

Из книги История артиллерии [Вооружение. Тактика. Крупнейшие сражения. Начало XIV века - начало XX] автора Хогг Оливер

Дымовые снаряды Дымовая завеса, приобретающая в наше время все большее значение, впервые создавалась дымовыми шарами. Такие шары в XVII веке описывались так: «…их мы подготавливали таким образом, что, когда они горели, они выделяли столь отвратительный дым и в таком

Дымовые трубы

Из книги автора

Дымовые трубы Одной из проблем, появившихся в ходе модернизации было то обстоятельство, что при новой конструкции мостиков возникла обратная тяга, и дым окутывал их сзади. В феврале 1924 г. начальник кораблестроительного отдела предложил соединить переднюю дымовую трубу с

Дымовые средства маскировки

Из книги автора

Дымовые средства маскировки Дымовые средства маскировки применяются в целях ослепления противника, скрытия своих войск и отдельных объектов, их действий, а также для обозначения деятельности ложных объектов (пожаров после артиллерийского обстрела или авиационного

Дымовые средства маскировки

Из книги автора

Дымовые средства маскировки Дымовые средства маскировки применяются в целях ослепления противника, скрытия своих войск и отдельных объектов, их действий, а также для обозначения деятельности ложных объектов (пожаров после артиллерийского обстрела или авиационного

Дымовые средства маскировки

Из книги Боевая подготовка спецназа автора Ардашев Алексей Николаевич

Дымовые средства маскировки Дымовые средства маскировки применяются в целях ослепления противника, скрытия своих войск и отдельных объектов, их действий, а также для обозначения деятельности ложных объектов (пожаров после артиллерийского обстрела или авиационного

Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания генераторного, доменного и коксового газов и их смесей определяют по формуле:

V 0 4,762/100 *((%CO 2 + %H 2)/2 + 2 ⋅ %CH 4 + 3 ⋅ %C 2 H 4 + 1,5 ⋅ %H 2 S - %O 2), нм 3 /нм 3 , где % – по объему.

Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания природного газа:

V 0 4,762/100* (2 ⋅ %CH 4 + 3,5 ⋅ %C 2 H 6 + 5 ⋅ %C 3 H 8 + 6,5 ⋅ %C 4 H 10 + 8 ⋅ %C 5 H 12), нм 3 /нм 3 , где % – по объему.

Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания твердых и жидких топлив:

V 0 = 0,0889 ⋅ %C P + 0,265 ⋅ %H P – 0,0333 ⋅ (%O P - %S P), нм 3 /кг, где % – по массе.

Действительное количество воздуха для горения

Необходимой полноты горения при сжигании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха, т.е. при V 0 (α = 1), можно достичь только в том случае, если топливо полностью смешается с воздухом, идущим для горения, и представляет собой готовую горячую (стехиометрическую) смесь в газообразном виде. Этого достигают, например, при сжигании газообразного топлива с помощью горелок беспламенного горения и при сжигании жидкого топлива с предварительной их газификацией с помощью специальных горелок.

Действительное количество воздуха для сжигания топлива всегда больше, чем теоретически необходимое, так как в практических условиях для полноты сжигания почти всегда требуется некоторый избыток воздуха. Действительное количество воздуха определяют по формуле:

V α = αV 0 , нм 3 /кг или нм 3 /нм 3 топлива,

где α - коэффициент избытка воздуха.

При факельном способе сжигания, когда топливо с воздухом перемешивается в процессе горения, для газа, мазута и пылевидного топлива коэффициент избытка воздуха α = 1,05–1,25. При сжигании газа, предварительно полностью смешанного с воздухом, и при сжигании мазута с предварительной газификацией и интенсивным перемешиванием мазутного газа с воздухом α = 1,00–1,05. При слоевом способе сжигания углей, антрацита и торфа в механических топках при непрерывной подаче топлива и золоудалении – α = 1,3–1,4. При ручном обслуживании топок: при сжигании антрацитов α = 1,4 , при сжигании каменных углей α = 1,5–1,6 , при сжигании бурых углей α = 1,6–1,8. Для полугазовых топок α = 1,1–1,2.

Атмосферный воздух содержит некоторое количество влаги – d г/кг сухого воздуха. Поэтому объем влажного атмосферного воздуха, необходимого для горения, будет больше, чем рассчитанный по вышеприведенным формулам:

V B о = (1 + 0,0016d) ⋅ V о, нм 3 /кг или нм 3 /нм 3 ,

V B α = (1 + 0,0016d) ⋅ V α , нм 3 /кг или нм 3 /нм 3 .

Здесь 0,0016 = 1,293/(0,804*1000) представляет собой коэффициент пересчета весовых единиц влаги воздуха, выраженных в г/кг сухого воздуха, в объемные единицы – нм 3 водяных паров, содержащихся в 1 нм 3 сухого воздуха.

Количество и состав продуктов горения

Для генераторного, доменного, коксового газов и их смесей количество отдельных продуктов полного горения при сжигании с коэффициентом избытка воздуха, равным α:

Количество двуокиси углерода

V CO2 = 0,01(%CO 2 + %CO + %CH 4 + 2 ⋅ %C 2 H 4), нм 3 /нм 3

Количество сернистого ангидрида

V SO2 = 0,01 ⋅ %H 2 S нм 3 /нм 3 ;

Количество водяных паров

V H2O = 0,01(%H 2 + 2 ⋅ %CH 4 + 2 ⋅ %C 2 H 4 + %H 2 S + %H 2 O + 0,16d ⋅ V α), нм 3 /нм 3 ,

где 0,16d V B á нм 3 /нм 3 – количество водяных паров, вносимое влажным атмосферным воздухом при его влагосодержании d г/кг сухого воздуха;

Количество азота, переходящего из газа и вносимого с воздухом

Количество свободного кислорода, вносимого избыточным воздухом

V O2 = 0,21 (α - 1) ⋅ V O , нм 3 /нм 3 .

Общее количество продуктов горения генераторного, доменного, коксового газов и их смесей равно сумме их отдельных составляющих:

V дг = 0,01 (%CO 2 + %CO + %H 2 + 3 ⋅ %CH 4 + 4 ⋅ %C 2 H 4 + 2 ⋅ %H 2 S + %H 2 O + %N 2) + + V O (α + 0,0016 dα - 0,21), нм 3 /нм 3 .

Для природного газа количество отдельных продуктов полного горения определяют по формулам:

V CO2 = 0,01(%CO 2 + %CH 4 + 2 ⋅ %C 2 H 6 + 3 ⋅ %C 3 H 8 + 4 ⋅ %C 4 H 10 + 5 ⋅ %C 5 H 12) нм 3 /нм 3 ;

V H2O = 0,01(2 ⋅ %CH 4 + 3 ⋅ %C 2 H 6 + 4 ⋅ %C 3 H 8 + 5 ⋅ %C 4 H 10 + 6 ⋅ %C 5 H 12 + %H 2 O + 0,0016d V α) нм 3 /нм 3 ;

V N2 = 0,01 ⋅ %N 2 + 0,79 V α , нм 3 /нм 3 ;

V O2 = 0,21(α - 1) V O , нм 3 /нм 3 .

Общее количество продуктов горения природного газа:

V дг = 0,01(%CO 2 + 3 ⋅ %CH 4 + 5 ⋅ %C 2 H 6 +7 ⋅ %C 3 H 8 + 9 ⋅ %C 4 ⋅H 10 + 11 ⋅ %C 5 H 12 + %H 2 O + + %N 2) + V O (α + 0,0016dα - 0,21), нм 3 /нм 3 .

Для твердого и жидкого топлив количество отдельных продуктов полного горения:

V CO2 = 0,01855 %C P , нм 3 /кг (здесь и далее, % – процентное содержание в рабочем газе элементов по массе);

V SO2 = 0,007 % S P нм 3 /кг.

Для твердого и жидкого топлива

V H2O ХИМ = 0,112 ⋅ %H P , нм 3 /кг,

где V H2O ХИМ – водяные пары, образующиеся при горении водорода.

V H2O МЕХ = 0,0124 %W P , нм 3 /кг,

где V H2O МЕХ – водяные пары, образующиеся при испарении влаги рабочего топлива.

Если для распыления жидкого топлива подается пар в количестве W ПАР кг/кг топлива, то к объему водяных паров надо добавить величину 1,24 W ПАР нм 3 /кг топлива. Влага, вносимая атмосферным воздухом при влагосодержании d г/кг сухого воздуха, составляет 0,0016 d V á нм 3 /кг топлива. Следовательно, общее количество водяных паров:

V H2O = 0,112 ⋅ %H P + 0,0124 (%W P + 100 ⋅ %W ПАР) + 0,0016d V á , нм 3 /кг.

V N2 = 0,79 ⋅ V α + 0,008 ⋅ %N P , нм 3 /кг

V O2 = 0,21 (α - 1) V O , нм 3 /кг.

Общая формула для определения продуктов горения твердого и жидкого топлива:

V дг = 0,01 + V O (α + + 0,0016 dα - 0,21) нм 3 /кг.

Объем дымовых газов при сжигании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (V O нм 3 /кг, V O нм 3 /нм 3) определяют по приведенным расчетным формулам с коэффициентом избытка воздуха, равным 1,0, при этом в составе продуктов горения будет отсутствовать кислород.

Регулирование процесса горения (Основные принципы горения)

>> Вернуться к содержанию

Для оптимального горения необходимо использовать большее количество воздуха, чем следует из теоретического расчёта химической реакции (стехиометрический воздух).

Это вызвано необходимостью окислить всё имеющееся в наличии топливо.

Разница между реальным количеством воздуха и стехиометрическим количеством воздуха называется избытком воздуха. Как правило, избыток воздуха находится в пределах от 5% до 50% в зависимости от типа топлива и горелки.

Обычно, чем труднее окислить топливо, тем большее количество избыточного воздуха требуется.

Избыточное количество воздуха не должно быть чрезмерным. Чрезмерное количество подаваемого воздуха для горения снижает температуру дымовых газов и увеличивает тепловые потери теплогенератора. Кроме того, при определённом предельном количестве избыточного воздуха, факел слишком сильно охлаждается и начинают образовываться CO и сажа. И наоборот, недостаточное количество воздуха вызывает неполное сгорание и те же самые проблемы, указанные выше. Поэтому, чтобы обеспечить полное сгорание топлива и высокую эффективность горения количество избыточного воздуха должно быть очень точно отрегулировано.

Полнота и эффективность сгорания проверяются измерениями концентрации угарного газа CO в дымовых газах. Если угарного газа нет, значит сгорание произошло полностью.

Косвенно уровень избыточного воздуха можно рассчитать, измеряя концентрацию свободного кислорода O 2 и/или двуокиси углерода СO 2 в дымовых газах.

Количество воздуха будет примерно в 5 раз больше, чем измеренное количество углерода в объёмных процентах.

Что касается СO 2 , то его количество в дымовых газах зависит только от количества углерода в топливе, а не от количества избыточного воздуха. Его абсолютное количество будет постоянным, а процент от объёма будет изменяться в зависимости от количества избыточного воздуха, находящегося в дымовых газах. При отсутствии избыточного воздуха количество СO 2 будет максимальным, при увеличении количества избыточного воздуха, объёмный процент СO 2 в дымовых газах понижается. Меньшее количество избыточного воздуха соответствует большему количеству СO 2 и наоборот, поэтому горение идет более эффективно, когда количество СO 2 близко к своему максимальному значению.

Состав дымовых газов можно отобразить на простом графике с помощью "треугольника горения" или треугольника Оствальда, который строится для каждого типа топлива.

С помощью этого графика, зная процентное содержание СO 2 и O 2 , мы можем определить содержание CO и количество избыточного воздуха.

В качестве примера на рис. 10 приведен треугольник горения для метана.

Рисунок 10. Треугольник горения для метана

По оси X указано процентное содержание O 2 , по оси Y указано процентное содержание СO 2 . гипотенуза идет от точки А, соответствующей максимальному содержанию СO 2 (в зависимости от топлива) при нулевом содержании O 2 , до точки В, соответствующей нулевому содержанию СO 2 и максимальному содержанию O 2 (21%). Точка А соответствует условиям стехиометрического горения, точка В -отсутствию горения. Гипотенуза - это множество точек, соответствующих идеальному горению без CO.

Прямые линии, параллельные гипотенузе, соответствуют различному процентному содержанию CO.

Предположим, что наша система работает на метане и анализ дымовых газов показал, что содержание СO 2 составляет 10%, а содержание O 2 составляет 3%. Из треугольника для газа метана мы находим, то содержание CO равно 0, а содержание избыточного воздуха равно 15%.

В таблице 5 показано максимальное содержание СO 2 для разных видов топлива и значение, которое соответствует оптимальному горению. Это значение рекомендованное и рассчитано на основе опыта. Следует отметить, что когда из центральной колонки берётся максимальное значение необходимо произвести измерение выбросов, по процедуре описанной в главе 4.3.