Промышленные устройства, потребляющие минеральное топливо: уголь, нефть, газ, а также продукты их переработки - мазут, солярное масло, бензин, керосин и прочие загрязняют атмосферу газообразными продуктами горения. Наибольшую опасность для окружающей среды представляют оксиды азота, серы, углерода. В таблице 2.6 даны принятые в России нормы их максимальной среднесуточной концентрации в воздухе. Для представления реального положения в табл. 2.7 приведены наблюдаемые концентрации наиболее токсичных из перечисленных оксидов, а именно оксидов азота в воздухе четырех городов стран СНГ.

Таблица 2.6. Действующие в России стандарты на выбросы, мг/м

Таблица 2.7 Концентрация оксидов азота в воздухе городов в 1989 г., мг/м

Оксиды азота

Состав оксидов азота в дымовых газах весьма сложный и может изменяться во времени. Обычно под NOx понимают смесь оксидов азота: NO, NO2, (N2O4), N2O3, N2O.

Монооксид азота (NO) может взаимодействовать с диоксидом азота (NO2) с образованием оксида азота (III) -N2О3. При 25°С и обычном давлении N2O3 в равновесной системе N2O3 ↔ NO + NO2 составляет лишь 10,5%, а при 100°С - 1,2%. Диоксид азота присутствует также и в димерной форме (N2O4), равновесие N2O4 ↔ 2NO2 зависит от температуры, ниже 0°С существует почти исключительно N2O4, а при 25°С степень диссоциации N2O4 достигает приблизительно 20%. Ввиду скоротечности реакций образования оксидов азота и их взаимодействия друг с другом и компонентами воздуха учесть точное количество конкретного оксида невозможно. Поэтому обычно суммарное количество NOx приводят в пересчете на NO2. При этом следует иметь в виду, что на долю монооксида азота приходится 90% от всех, содержащихся в дымовых газах оксидов азота.

Оксиды азота в топках промышленных котлов образуются из азота воздуха и азота, связанного в топливе На сегодня имеются представления о трех механизмах образования NOx при сжигании топлива.

Так называемые «термические» оксиды азота образуются в результате взаимодействия азота воздуха с атомарным кислородом. В основу теории их образования, известной еще с 40-х гг., были заложены экспериментальные результаты, в соответствии с которыми концентрации образовавшихся оксидов азота (СNО) с концентрациями азота (СN2) и кислорода (СО2) в продуктах сгорания связаны следующим образом:

CNO / CN2 CO2 = const

при

Т

° = const

Поскольку данное отношение определяется полной энергией смеси, то ее подогрев эквивалентен увеличению содержания горючего. В результате был установлен новый механизм образования оксидов, называемых «быстрыми», связанный с процессом горения.

В соответствии с новым пониманием природы образования NOx предполагают, что «Эмиссия оксидов азота в камере сгорания является суммой быстрых и термических NO составляет 25-37% при Тr = 2450 - 2394К».

Значительная часть оксидов азота может образовываться из связанного в топливе азота в присутствии избыточного кислорода. Их называют «топливными» оксидами. При низкотемпературном сжигании твердого топлива основную долю от образовавшихся NOx составляют «топливные» оксиды.

Основываясь на мнении большинства специалистов, занимающихся изучением образования NOx в процессе горения топлива, можно выделить следующее:

Еще статьи по теме

Проблемы экологизации сельского хозяйства
Современное сельское хозяйство является высокоразвитой отраслью деятельности человека, которая оказывает огромное воздействие на окружающую среду. Сельское хозяйство нашей страны имеет высокоразвитое животноводство. Крупные животноводчески ...

Очистка вентиляционных газов от паров ацетона методом абсорбции
Научно-технический прогресс и связанные с ним грандиозные масштабы производственной деятельности человека привели к большим позитивным преобразованиям в мире. Вместе с тем резко ухудшилось состояние окружающей среды. Загрязнение атмосферы, ...