Лекция 14 - Продукты неполного сгорания топлива (СО и недогоревшие углеводороды).
План:
1. Продукты неполного сгорания топлива
2. Снижение выбросов оксида углерода
Продукты неполного сгорания топлива
Оксид углерода (СО), водород, ненасыщенные, насыщенные, ароматические углеводороды и сажистые частицы являются продуктами неполного сгорания углеводородов при сжигании всех видов топлива.
Наличие продуктов неполного сгорания в значительных концентрациях недопустимо, так как приводит к загрязнению атмосферы токсическими веществами и к снижению КПД установок, работающих на газовом топливе.
Основные причины неполного сгорания топлива:
§ сжигание газов с недостаточным количеством воздуха;
§ плохое смешение горючих газов и воздуха до и в процессе горения;
§ чрезмерное охлаждение пламени до завершения реакций горения.
Для метана реакции горения (в зависимости от концентрации кислорода в реагирующей смеси) могут быть описаны следующими уравнениями:
при стехиометрическом соотношении или при избытке окислителя:
СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (1)
при недостатке окислителя:
СН4 + О2 = СО + Н2 + Н2О + Q (2)
В процессе горения углерода имеют место вторичные реакции догорания СО в га-зовом объеме, которые описываются уравнением:
2СО + О2 = 2СО2 + Q (3)
В соответствии с принципом Ле Шателье при повышении температуры и неизменном давлении равновесие экзотермической реакции (3) смещается в направлении диссоциации CO2 на оксид углерода и кислород.
|
|
|
Заметная диссоциации CO2 возможна только при температурах более 2000 – 2500К. При температурах до 2000К реакцию (3) можно считать практически не обратимой и протекающей при благоприятных кинетических условиях до полного исчезновения одного из исходных веществ.
Снижение выбросов оксида углерода
Наиболее эффективный подход к сокращению выбросов оксида углерода - предотвращение его образования. С этой целью проектируются форсунки, обеспечивающие хорошее смешение с воздухом, внедряются системы контроля полноты сгорания топлива и другие мероприятия. К сожалению, меры, направленные на подавление образования оксида углерода, приводят к повышению концентрации оксидов азота и наоборот. Поэтому каждый тип устройств для сжигания следует оценивать по выбросам отдельных загрязняющих веществ. При выделении больших количеств оксида углерода (например, при выжиге кокса на регенераторных установках) его собирают и сжигают в котлах-утилизаторах.
Снижение выбросов оксида углерода на установках каталитического крекинга достигается дожигом отходящих газов, осуществлением полного дожига непосредственно в регенераторе на базе применения промотирующих добавок к основному катализатору (благородный металл на оксиде алюминия). Концентрация СО в отходящих газах снижается при этом от 10 до 0,1%.
|
|
|
Дожиг является также основным методом нейтрализации для других источников выбросов оксида углерода и других вредных углеводородов с применением новых, более эффективных катализаторов дожига.
Контрольные вопросы к практическим занятиям:
1. Основные причины неполного сгорания топлива
2. Что такой каталитический крекинг?
3. Какие продукты называют продуктом неполного сгорания топлива
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 704; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!