Merilnik pretoka dimnih plinov za zgorevanje zemeljskega plina. Komponentna sestava dimnih plinov

Merske enote plinastih sestavin produktov zgorevanja →

Vsebina razdelka

Pri zgorevanju organskih goriv v kuriščih kotlov nastajajo različni produkti zgorevanja, kot so ogljikovi oksidi CO x = CO + CO 2, vodna para H 2 O, žveplovi oksidi SO x = SO 2 + SO 3, dušikovi oksidi NO x = NO. + NO 2 , policiklični aromatski ogljikovodiki (PAH), fluoridne spojine, vanadijeve spojine V 2 O 5, trdni delci itd. (glej tabelo 7.1.1). Pri nepopolnem zgorevanju goriva v pečeh lahko izpušni plini vsebujejo tudi ogljikovodike CH4, C2H4 itd. Vsi produkti nepopolnega zgorevanja so škodljivi, vendar je s sodobno tehnologijo zgorevanja goriva mogoče njihovo nastajanje zmanjšati na minimum [1].

Tabela 7.1.1. Specifične emisije iz sežiganja organskih goriv v električnih kotlih [3]

Legenda: A p, S p – vsebnost pepela in žvepla na delovno maso goriva, %.

Merilo za sanitarno presojo okolja je najvišja dovoljena koncentracija (MPC) škodljive snovi v atmosferskem zraku pri tleh. MAC je treba razumeti kot koncentracijo različnih snovi in ​​kemičnih spojin, ki ob dolgotrajni vsakodnevni izpostavljenosti človeškemu telesu ne povzročajo patoloških sprememb ali bolezni.

Najvišje dovoljene koncentracije (MPC) škodljivih snovi v atmosferskem zraku naseljenih območij so podane v tabeli. 7.1.2 [4]. Največja enkratna koncentracija škodljivih snovi se določi z vzorci, odvzetimi v 20 minutah, povprečna dnevna koncentracija - na dan.

Tabela 7.1.2. Najvišje dovoljene koncentracije škodljivih snovi v atmosferskem zraku naseljenih območij

Onesnaževalec Najvišja dovoljena koncentracija, mg/m3
Največ enkrat Povprečno dnevno
Prah ni strupen 0,5 0,15
Žveplov dioksid 0,5 0,05
Ogljikov monoksid 3,0 1,0
Ogljikov monoksid 3,0 1,0
Dušikov dioksid 0,085 0,04
Dušikov oksid 0,6 0,06
Saje (saje) 0,15 0,05
Vodikov sulfid 0,008 0,008
Benz(a)piren - 0,1 µg/100 m 3
Vanadijev pentoksid - 0,002
Fluoridne spojine (s fluorom) 0,02 0,005
Klor 0,1 0,03

Izračuni se izvajajo za vsako škodljivo snov posebej, tako da koncentracija vsake od njih ne presega vrednosti, navedenih v tabeli. 7.1.2. Za kotlovnice so ti pogoji poostreni z uvedbo dodatnih zahtev o potrebi po seštevanju vpliva žveplovih in dušikovih oksidov, ki je določen z izrazom

Hkrati se zaradi lokalnih pomanjkanja zraka ali neugodnih toplotnih in aerodinamičnih pogojev v pečeh in zgorevalnih komorah tvorijo produkti nepopolnega zgorevanja, sestavljeni predvsem iz ogljikovega monoksida CO (ogljikov monoksid), vodika H 2 in različnih ogljikovodikov, ki so značilni za toploto. izguba v kotlovnici zaradi kemičnega nepopolnega zgorevanja (kemično pregorevanje).

Poleg tega pri zgorevanju nastajajo številne kemične spojine, ki nastanejo zaradi oksidacije različnih sestavin goriva in dušika N2 v zraku. Najpomembnejši del jih sestavljajo dušikovi oksidi NO x in žveplovi oksidi SO x.

Dušikovi oksidi nastanejo zaradi oksidacije molekularnega dušika v zraku in dušika v gorivu. Eksperimentalne študije so pokazale, da glavni delež NOx, ki nastane v kuriščih kotlov, in sicer 96÷100 % predstavlja dušikov monoksid (oksid) NO. NO 2 dioksid in dušikov hemioksid N 2 O nastajata v bistveno manjših količinah, njun delež pa znaša približno: za NO 2 - do 4 %, za N 2 O pa stotinke odstotka celotne emisije NO x. V tipičnih pogojih sežiganja goriva v kotlih so koncentracije dušikovega dioksida NO 2 običajno zanemarljive v primerjavi z vsebnostjo NO in se običajno gibljejo med 0÷7 ppm do 20÷30 ppm. Hkrati lahko hitro mešanje vročih in hladnih območij v turbulentnem plamenu povzroči pojav relativno velikih koncentracij dušikovega dioksida v hladnih conah toka. Poleg tega pride do delne emisije NO 2 v zgornjem delu peči in v vodoravni dimni cevi (z T> 900÷1000 K) in pod določenimi pogoji lahko doseže tudi opazne velikosti.

Dušikov hemioksid N 2 O, ki nastane pri zgorevanju goriv, ​​je očitno kratkotrajna vmesna snov. V produktih izgorevanja za kotli N 2 O praktično ni.

Žveplo, ki ga vsebuje gorivo, je vir tvorbe žveplovih oksidov SOx: žveplov dioksid SO 2 (žveplov dioksid) in žveplov SO 3 (žveplov trioksid) anhidridi. Skupaj množično sproščanje SO x je odvisen le od vsebnosti žvepla v gorivu S p, njihova koncentracija v dimnih plinih pa tudi od koeficienta pretoka zraka α. Praviloma je delež SO 2 97÷99 %, delež SO 3 pa 1÷3 % celotnega izkoristka SO x. Dejanska vsebnost SO 2 v plinih, ki zapuščajo kotle, je od 0,08 do 0,6 %, koncentracija SO 3 pa od 0,0001 do 0,008 %.

Med škodljivimi komponentami dimni plini Posebno mesto zavzema velika skupina policikličnih aromatskih ogljikovodikov (PAH). Mnogi PAH imajo visoko rakotvorno in (ali) mutageno delovanje in aktivirajo fotokemični smog v mestih, kar zahteva strog nadzor in omejitev njihovih emisij. Hkrati so nekateri PAH, na primer fenantren, fluoranten, piren in številni drugi, fiziološko skoraj inertni in niso rakotvorni.

PAH nastanejo kot posledica nepopolnega zgorevanja katerega koli ogljikovodikovega goriva. Slednje nastane zaradi zaviranja oksidacijskih reakcij gorivnih ogljikovodikov s hladnimi stenami kurilnih naprav, lahko pa tudi zaradi nezadovoljivega mešanja goriva in zraka. To vodi do nastanka v pečeh (zgorevalnih komorah) lokalnih oksidativnih con z nizkimi temperaturami ali con s presežkom goriva.

Zaradi velika količina različne PAH v dimnih plinih in težavnost merjenja njihovih koncentracij, stopnja rakotvorne kontaminacije produktov zgorevanja in atmosferski zrak ocenjeno s koncentracijo najmočnejšega in najstabilnejšega rakotvornega - benzo(a)pirena (B(a)P) C 20 H 12.

Zaradi visoke toksičnosti je treba posebej omeniti produkte zgorevanja kurilnega olja, kot so vanadijevi oksidi. Vanadij je v mineralnem delu kurilnega olja in pri zgorevanju tvori vanadijeve okside VO, VO 2. Ko pa nastanejo depoziti na konvektivne površine Vanadijevi oksidi so predstavljeni predvsem v obliki V 2 O 5. Vanadijev pentoksid V 2 O 5 je najbolj strupena oblika vanadijevih oksidov, zato so njihove emisije izračunane glede na V 2 O 5.

Tabela 7.1.3. Približna koncentracija škodljivih snovi v produktih izgorevanja med sežiganjem organskih goriv v energetskih kotlih

Emisije = Koncentracija, mg/m 3
Zemeljski plin Kurilno olje Premog
Dušikovi oksidi NO x (glede na NO 2) 200÷ 1200 300÷ 1000 350 ÷1500
Žveplov dioksid SO2 - 2000÷6000 1000÷5000
Žveplov anhidrid SO 3 - 4÷250 2 ÷100
Ogljikov monoksid CO 10÷125 10÷150 15÷150
Benz(a)piren C 20 H 12 (0,1÷1, 0)·10 -3 (0,2÷4,0) 10 -3 (0,3÷14) 10 -3
Trdni delci - <100 150÷300

Pri zgorevanju kurilnega olja in trdnega goriva so v emisijah tudi trdni delci, ki jih sestavljajo elektrofiltrski pepel, sajasti delci, PAH in nezgorelo gorivo, ki je posledica mehanskega podgorevanja.

Razponi koncentracij škodljivih snovi v dimnih plinih pri zgorevanju različnih vrst goriv so podani v tabeli. 7.1.3.

sestava produktov popolnega zgorevanja

Produkti popolnega zgorevanja vključujejo tudi balastne komponente - dušik (N2) in kisik (O2).

Dušik vedno vstopi v peč z zrakom, kisik pa ostane iz zračnih tokov, ki se med zgorevanjem ne uporabljajo. Tako so dimni plini, ki nastanejo pri popolnem zgorevanju plinastega goriva, sestavljeni iz štirih komponent: CO2, H2O, O2 in N2.

Pri nepopolnem zgorevanju plinastega goriva se v dimnih plinih pojavijo gorljive komponente, ogljikov monoksid, vodik in včasih metan. Pri velikem kemičnem pregorevanju se v produktih zgorevanja pojavijo delci ogljika, iz katerih nastanejo saje. Do nepopolnega zgorevanja plina lahko pride pri pomanjkanju zraka v zgorevalnem območju (cst>1), nezadovoljivem mešanju zraka s plinom ali stiku gorilnika s hladnimi stenami, kar povzroči prekinitev zgorevalne reakcije.

Primer. Predpostavimo, da pri zgorevanju 1 m3 plina Dashavsky nastanejo suhi produkti zgorevanja Kci-35 m3/m3, medtem ko produkti zgorevanja vsebujejo vnetljive sestavine v količini: CO = 0,2%; H2=0,10/o; CH4 = = 0,05 %.

Določite izgubo toplote zaradi kemičnega nepopolnega zgorevanja. Ta izguba je enaka Q3 = VC, g ("26, 3SO + Yu8N3 + 358CH4) = 35 (126,3-0,2 + 108-0,1 + 358-0,05) =

1890 kJ/m3.

Točka rosišča produktov zgorevanja se določi na naslednji način. Najprej poiščite skupno prostornino produktov zgorevanja

in ob poznavanju količine vodne pare Vhn, ki jo vsebujejo, določite parcialni tlak vodne pare Pngo (tlak nasičene vodne pare pri določeni temperaturi) z uporabo formule

P»to=vmlVr, bar.

Vsaka vrednost parcialnega tlaka vodne pare ustreza določeni rosišču.

Primer. Od gorenja 1 m3 Dashavskoe zemeljski plin pri pri = 2,5 nastajajo produkti zgorevanja Vr = 25 m3/m3, od tega vodna para Vsn = 2,4 m3/m3. Potrebno je določiti temperaturo rosišča.

Parcialni tlak vodne pare v produktih zgorevanja je enak

^0=^/^ = 2,4/25 = 0,096 bara.

Ugotovljen parcialni tlak ustreza temperaturi 46 °C. To je rosišče. Če imajo dimni plini te sestave temperaturo pod 46 "C, se bo začel proces kondenzacije vodne pare.

Učinkovitost delovanja gospodinjskih peči, pretvorjenih na plinsko gorivo, je označena s koeficientom učinkovitosti (učinkovitost), učinkovitost katere koli grelne naprave pa se določi iz toplotna bilanca, to je enakost med toploto, ki nastane pri zgorevanju goriva, in porabo te toplote za koristno ogrevanje.

Pri delovanju plinskih gospodinjskih peči so primeri, ko se dimni plini v dimnikih ohladijo na rosišče. Točka rosišča je temperatura, na katero je treba zrak ali drug plin ohladiti, preden vodna para, ki jo vsebuje, doseže nasičenost.

1. Opis predlagane tehnologije (metode) za povečanje energetske učinkovitosti, njena novost in poznavanje le-te.

Pri zgorevanju goriva v kotlih lahko odstotek "presežnega zraka" znaša od 3 do 70% (brez priseskov) prostornine zraka, katerega kisik je vključen v kemijska reakcija oksidacija (zgorevanje) goriva.

"Presežek zraka", ki sodeluje v procesu zgorevanja goriva, je tisti del atmosferskega zraka, katerega kisik ne sodeluje v kemični reakciji oksidacije goriva (zgorevanja), vendar je treba ustvariti zahtevani hitrostni režim za odtok goriva- mešanica zraka iz gorilne naprave kotla. “Presežek zraka” je spremenljiva vrednost in je pri istem kotlu obratno sorazmerna s količino zgorelega goriva oziroma manj kot je zgorelo gorivo, manj kisika je potrebno za njegovo oksidacijo (zgorevanje), več pa je “odvečnega zraka”. potrebno za ustvarjanje zahtevanega režima hitrosti uhajanja mešanice goriva in zraka iz gorilne naprave kotla. Odstotek "odvečnega zraka" v skupnem pretoku zraka, ki se uporablja za popolno zgorevanje goriva, se določi z odstotkom kisika v izpušnih dimnih plinih.

Če zmanjšate odstotek "odvečnega zraka", se bo v izpušnih dimnih plinih pojavil ogljikov monoksid "CO" (strupen plin), kar kaže na premajhno zgorevanje goriva, tj. njegova izguba, uporaba »odvečnega zraka« pa vodi v izgubo toplotne energije za ogrevanje le-tega, kar povečuje porabo zgorelega goriva in povečuje izpuste toplogrednih plinov »CO 2 « v ozračje.

Atmosferski zrak je sestavljen iz 79% dušika (N 2 - inertni plin brez barve, okusa in vonja), ki opravlja glavno funkcijo ustvarjanja zahtevanega režima hitrosti za odtok mešanice goriva in zraka iz gorilne naprave elektrarne za popolno in stabilno zgorevanje goriva in 21% kisika (O 2) , ki je oksidant goriva. Izpušni dimni plini pri nazivnem zgorevanju zemeljskega plina v kotlovskih enotah so sestavljeni iz 71 % dušika (N 2), 18 % vode (H 2 O), 9 % ogljikovega dioksida (CO 2) in 2 % kisika (O 2). Odstotek kisika v dimnih plinih, ki je enak 2% (na izhodu iz peči), pomeni 10% vsebnost presežka atmosferskega zraka v celotnem zračnem toku, ki sodeluje pri ustvarjanju zahtevanega režima hitrosti pretoka mešanice goriva in zraka. iz gorilne naprave kotlovske enote za popolno oksidacijo (zgorevanje) goriva.

V procesu popolnega zgorevanja goriva v kotlih je potrebno izkoristiti dimne pline in z njimi nadomestiti »odvečni zrak«, kar bo preprečilo nastajanje NOx (do 90,0%) in zmanjšalo emisije »toplogrednih plinov« (CO 2), kot tudi poraba zgorelega goriva (do 1,5%).

Izum se nanaša na termoenergetiko, zlasti na kurilne elektrarne različne vrste goriva in načini izrabe dimnih plinov za zgorevanje goriva v elektrarnah.

Elektrarna za kurjenje goriva vsebuje kurišče (1) z gorilniki (2) in konvekcijskim kanalom (3), ki je preko odvoda dima (4) in dimnika (5) povezan z dimnikom (6); zračni kanal (9) zunanjega zraka, povezan z dimnikom (5) preko obvodne cevi (11) dimnih plinov in zračni kanal (14) mešanice zunanjega zraka in dimnih plinov, ki je povezan z ventilatorjem (13); dušilka (10), nameščena na zračnem vodu (9) in ventil (12), nameščen na obvodnem vodu (11) dimnih plinov, pri čemer sta dušilka (10) in ventil (12) opremljena z aktuatorji; grelnik zraka (8), ki se nahaja v konvektivnem dimniku (3), povezan z ventilatorjem (13) in povezan z gorilniki (2) preko zračnega kanala (15) segrete mešanice zunanjega zraka in dimnih plinov; senzor (16) za vzorčenje dimnih plinov, nameščen na vhodu v konvekcijsko cev (3) in povezan z plinskim analizatorjem (17) za določanje vsebnosti kisika in ogljikovega monoksida v dimnih plinih; elektronsko krmilno enoto (18), ki je povezana z analizatorjem plina (17) ter z aktuatorjema dušilke (10) in ventila (12). Metoda za izrabo dimnih plinov za zgorevanje goriva v elektrarni vključuje odvajanje dela dimnih plinov s statičnim tlakom, večjim od atmosferskega, iz dimnika (5) in dovajanje po obvodnem cevovodu (11) dimnih plinov v zunanji zračni kanal. (9) s statičnim tlakom zunanjega zraka, manjšim od atmosferskega; regulacijo dovoda zunanjega zraka in dimnih plinov s pogoni dušilne lopute (10) in ventila (12), ki jih krmili elektronska krmilna enota (18), tako da se odstotek kisika v zunanjem zraku zmanjša na raven, pri kateri na vstopu v konvekcijsko cev (3 ) je bila vsebnost kisika v dimnih plinih ob odsotnosti ogljikovega monoksida manjša od 1 %; naknadno mešanje dimnih plinov z zunanjim zrakom v zračnem kanalu (14) in ventilatorju (13) za pridobitev homogene mešanice zunanjega zraka in dimnih plinov; segrevanje nastale mešanice v grelniku zraka (8) z recikliranjem toplote dimnih plinov; dovajanje segrete zmesi do gorilnikov (2) skozi zračni kanal (15).

2. Rezultat povečanja energetske učinkovitosti z množično implementacijo.
Prihranek izgorelega goriva v kotlovnicah, termoelektrarnah ali državnih daljinskih elektrarnah do 1,5 %

3. Ali so potrebne dodatne raziskave za razširitev seznama objektov za izvajanje te tehnologije?
Obstaja, ker predlagano tehnologijo je mogoče uporabiti tudi pri motorjih notranje zgorevanje in za plinske turbine.

4. Razlogi, zakaj se predlagana energetsko učinkovita tehnologija ne uporablja v množičnem obsegu.
Glavni razlog je novost predlagane tehnologije in psihološka vztrajnost strokovnjakov na področju toplotne in energetske tehnike. Predlagano tehnologijo je potrebno mediatizirati pri ministrstvih za energetiko in ekologijo, energetskih podjetjih, ki proizvajajo električno in toplotno energijo.

5. Obstoječi ukrepi spodbujanja, prisile, spodbude za implementacijo predlagane tehnologije (metode) in potreba po njihovi izboljšavi.
Uvedba novih, strožjih okoljskih zahtev za emisije NOx iz kotlovnic

6. Prisotnost tehničnih in drugih omejitev za uporabo tehnologije (metode) na različnih mestih.
Razširite veljavnost klavzule 4.3.25 "PRAVIL ZA TEHNIČNO DELOVANJE ELEKTRARNAT IN OMREŽIJ RUSKE FEDERACIJE ODREDBE MINISTRSTVA ZA ENERGIJO RF Z DNE 19. JUNIJA 2003 št. 229" za kotle, ki uporabljajo vse vrste goriva. V naslednji izdaji: "... Pri parnih kotlih, ki uporabljajo katero koli gorivo, v območju nadzorne obremenitve, je treba njegovo zgorevanje praviloma izvajati s koeficienti presežka zraka na izstopu iz peči, manjšimi od 1,03 ... ”.

7. Potreba po raziskavah in razvoju ter dodatnem testiranju; teme in cilji dela.
Potreba po raziskavah in razvoju je pridobiti vizualne informacije (izobraževalni film) za seznanitev zaposlenih v toplotnih in energetskih podjetjih s predlagano tehnologijo.

8. Razpoložljivost predpisov, pravil, navodil, standardov, zahtev, prepovednih ukrepov in drugih dokumentov, ki urejajo uporabo te tehnologije (metode) in so obvezni za izvedbo; potreba po njihovi spremembi ali potreba po spremembi samih načel oblikovanja teh dokumentov; prisotnost že obstoječega regulativni dokumenti, predpisi in potreba po njihovi obnovi.
Razširite področje uporabe »PRAVIL ZA TEHNIČNO DELOVANJE ELEKTRARNAT IN OMREŽIJ RUSKE FEDERACIJE ODREDBE MINISTRSTVA ZA ENERGIJO RF Z DNE 19. JUNIJA 2003 št. 229«

klavzula 4.3.25 za kotle, ki uporabljajo katero koli vrsto goriva. V naslednji izdaji: "... Pri parnih kotlih, ki kurijo gorivo v območju regulacijske obremenitve, je treba njegovo zgorevanje praviloma izvajati s koeficienti presežka zraka na izhodu iz peči, manjšimi od 1,03 ...».

klavzula 4.3.28. "... Kotel na žveplovo kurilno olje naj bo kurjen s predhodno vklopljenim sistemom ogrevanja zraka (grelniki zraka, recirkulacija toplega zraka). Temperatura zraka pred grelnikom zraka v začetnem času kurjenja pri kotlu na kurilno olje praviloma ne sme biti nižja od 90°C. Vžig kotla, ki uporablja katero koli drugo vrsto goriva, mora biti izveden s predhodno vklopljenim sistemom za kroženje zraka.»

9. Potreba po razvoju novih ali spremembi obstoječih zakonov in predpisov.
Ni zahtevano

10. Razpoložljivost izvedenih pilotni projekti, analiza njihove dejanske učinkovitosti, ugotovljene pomanjkljivosti in predlogi za izboljšanje tehnologije ob upoštevanju nabranih izkušenj.
Testiranje predlagane tehnologije je bilo izvedeno na stenskem plinskem kotlu s prisilnim vlekom in odvodom dimnih plinov (produktov zgorevanja zemeljskega plina) na fasado stavbe z nazivno močjo 24,0 kW, vendar pod obremenitvijo 8,0 kW. Dovod dimnih plinov v kotel je bil izveden preko škatle, nameščene na razdalji 0,5 m od izpusta bakle koaksialnega dimnika kotla. Škatla je zadrževala uhajajoči dim, ki je nadomestil »odvečni zrak«, ki je potreben za popolno izgorevanje zemeljskega plina, analizator plina, nameščen v izhodu dimnika kotla (standardna lokacija), pa je spremljal emisije. Kot rezultat poskusa je bilo mogoče zmanjšati emisije NOx za 86,0 % in zmanjšati emisije toplogrednih plinov CO2 za 1,3 %.

11. Možnost vplivanja na druge procese z množično uvedbo te tehnologije (spremembe okoljske situacije, možni vplivi na zdravje ljudi, povečana zanesljivost oskrbe z energijo, spremembe dnevnih ali sezonskih voznih redov obremenitev). energetska oprema, spremembe ekonomskih kazalnikov proizvodnje in prenosa energije itd.).
Izboljšanje okoljske situacije, ki vpliva na zdravje ljudi, in zmanjšanje stroškov goriva pri pridobivanju toplotne energije.

12. Potreba po posebnem usposabljanju usposobljenega osebja za upravljanje uvedene tehnologije in razvoj proizvodnje.
Zadostuje usposabljanje obstoječega obratovalnega osebja kotlovskih agregatov s predlagano tehnologijo.

13. Predvideni načini izvedbe:
komercialno financiranje (s povračilom stroškov), saj se predlagana tehnologija izplača v največ dveh letih.

Informacije zagotovil: Y. Panfil, PO Box 2150, Kišinjev, Moldavija, MD 2051, e-pošta: [e-pošta zaščitena]


Da bi dodajte opis varčne tehnologije v Katalog, izpolnite vprašalnik in ga pošljite na z oznako "v katalog".

stran 1


Sestava dimnih plinov se izračuna na podlagi reakcij zgorevanja komponente goriva.

Sestavo dimnih plinov ugotavljamo s posebnimi napravami, imenovanimi plinski analizatorji. To so glavne naprave, ki določajo stopnjo popolnosti in učinkovitosti zgorevalnega procesa glede na vsebnost ogljikovega dioksida v izpušnih dimnih plinih, katere optimalna vrednost je odvisna od vrste goriva, vrste in kakovosti kurilne naprave.

Sestava dimnih plinov v stacionarnih pogojih se spreminja na naslednji način: vsebnost H2S in SO2 enakomerno pada, 32, CO2 in CO - se neznatno spreminjata / Pri poplastnem zgorevanju oksa se regenerirajo zgornje plasti katalizatorja. pred spodnjimi. Opažamo postopno zniževanje temperature v reakcijski komori in v dimnih plinih na izhodu iz reaktorja se pojavi kisik.


Sestavo dimnih plinov kontroliramo z vzorci.

Sestavo dimnih plinov ne določa le vsebnost vodne pare, temveč tudi vsebnost drugih sestavin.

Sestava dimnih plinov se spreminja po dolžini gorilnika. Te spremembe ni mogoče upoštevati pri izračunu sevalnega prenosa toplote. Zato praktični izračuni prenosa toplote zaradi sevanja temeljijo na sestavi dimnih plinov na koncu komore. To je poenostavitev v do določene mere utemeljeno s tem, da proces zgorevanja običajno poteka intenzivno v začetnem, ne zelo velikem delu komore, in zato večina komore so včasih zasedene s plini, katerih sestava je blizu tisti na koncu komore. Na koncu skoraj vedno vsebuje zelo malo produktov nepopolnega zgorevanja.

Sestava dimnih plinov se izračuna na podlagi reakcij zgorevanja komponent goriva.

Sestava dimnih plinov pri popolnem zgorevanju plinov iz različnih polj se nekoliko razlikuje.

Sestava dimnih plinov vključuje: 2 61 kg CO2; 0,45 kg H2O; 7 34 kg N2 in 3 81 kg zraka na I kg premoga. Pri 870 C je prostornina dimnih plinov na 1 kg premoga 45 m3, pri 16 C pa 11 3 m3; gostota mešanice dimnih plinov je 0,318 kg/l3, kar je 1,03-kratna gostota zraka pri isti temperaturi.

Strupeni (škodljivi) se imenujejo kemične spojine, ki negativno vpliva na zdravje ljudi in živali.

Vrsta goriva vpliva na sestavo škodljivih snovi, ki nastanejo pri njegovem zgorevanju. Elektrarne uporabljajo trda, tekoča in plinasta goriva. Glavne škodljive snovi v kotlovskih dimnih plinih so: žveplovi oksidi (SO 2 in SO 3), dušikovi oksidi (NO in NO 2), ogljikov monoksid (CO), vanadijeve spojine (predvsem vanadijev pentoksid V 2 O 5). TO škodljive snovi vključuje tudi pepel.

Trdno gorivo. V termoenergetiki se uporabljajo premog (rjavi, kameni, antracitni), oljni skrilavec in šota. Shematsko je prikazana sestava trdnega goriva.

Kot lahko vidite, je organski del goriva sestavljen iz ogljika C, vodika H, ​​kisika O, organskega žvepla Sopr. Sestava gorljivega dela goriva iz številnih nahajališč vključuje tudi anorgansko piritno žveplo FeS 2.

Negorljivi (mineralni) del goriva sestoji iz vlage W in pepel A. Glavnina mineralne komponente goriva se med zgorevanjem spremeni v elektrofiltrski pepel, ki ga odnašajo dimni plini. Drugi del, odvisno od zasnove peči in fizikalnih lastnosti mineralne komponente goriva, se lahko spremeni v žlindro.

Vsebnost pepela v domačem premogu je zelo različna (10-55%). Temu primerno se spreminja tudi vsebnost prahu v dimnih plinih, ki pri premogu z visokim pepelom doseže 60-70 g/m 3 .

Ena najpomembnejših lastnosti pepela je, da so njegovi delci različnih velikosti, ki segajo od 1-2 do 60 mikronov ali več. Ta lastnost kot parameter, ki označuje pepel, se imenuje disperzija.

Kemična sestava Pepel iz trdnih goriv je precej raznolik. Običajno je pepel sestavljen iz oksidov silicija, aluminija, titana, kalija, natrija, železa, kalcija in magnezija. Kalcij v pepelu je lahko prisoten v obliki prostega oksida, pa tudi v sestavi silikatov, sulfatov in drugih spojin.

Podrobnejše analize mineralnega dela trdnih goriv kažejo, da lahko pepel v majhnih količinah vsebuje tudi druge elemente, na primer germanij, bor, arzen, vanadij, mangan, cink, uran, srebro, živo srebro, fluor, klor. Mikronečistoče naštetih elementov so v frakcijah letečega pepela različnih velikosti delcev razporejene neenakomerno in običajno njihova vsebnost narašča z manjšanjem velikosti delcev.

Trdno gorivo lahko vsebuje žveplo v naslednjih oblikah: pirit Fe 2 S in pirit FeS 2 v molekulah organskega dela goriva in v obliki sulfatov v mineralnem delu. Pri zgorevanju se žveplove spojine pretvorijo v žveplove okside, pri čemer je približno 99 % žveplovega dioksida SO 2 .


Vsebnost žvepla v premogu, odvisno od nahajališča, je 0,3-6%. Vsebnost žvepla v oljnem skrilavcu doseže 1,4-1,7%, šota -0,1%.

Spojine živega srebra, fluora in klora so prisotne za kotlom v plinastem stanju.

Sestava pepela iz trdnega goriva lahko vsebuje radioaktivne izotope kalija, urana in barija. Ti izpusti praktično ne vplivajo na sevalno stanje na območju termoelektrarne, čeprav lahko njihova skupna količina presega izpuste radioaktivnih aerosolov v jedrskih elektrarnah enake moči.

Tekoče gorivo. IN Termoenergetika uporablja kurilno olje, olje iz skrilavca, dizelsko gorivo ter gorivo za kotle in peči.

V tekočem gorivu ni piritnega žvepla. Sestava pepela kurilnega olja vključuje vanadijev pentoksid (V 2 O 5), pa tudi Ni 2 O 3, A1 2 O 3, Fe 2 O 3, SiO 2, MgO in druge okside. Vsebnost pepela v kurilnem olju ne presega 0,3 %. Pri popolnem zgorevanju je vsebnost trdih delcev v dimnih plinih okoli 0,1 g/m3, vendar se ta vrednost močno poveča v času čiščenja grelnih površin kotlov od zunanjih oblog.

Žveplo v kurilnem olju najdemo predvsem v obliki organskih spojin, elementarnega žvepla in vodikovega sulfida. Njegova vsebnost je odvisna od vsebnosti žvepla v olju, iz katerega je pridobljeno.

Glede na vsebnost žvepla v njih delimo kurilna olja na: nizko vsebna S p<0,5%, сернистые S p = 0,5+ 2,0 % in visoko vsebnost žvepla S p >2,0 %.

Dizelsko gorivo glede na vsebnost žvepla je razdeljen v dve skupini: prva - do 0,2% in druga - do 0,5%. Gorivo za kotle in peči z nizko vsebnostjo žvepla ne vsebuje več kot 0,5 žvepla, žveplovo gorivo vsebuje do 1,1, olje iz skrilavca ne vsebuje več kot 1%.

Plinasto gorivo predstavlja »najčistejše« organsko gorivo, saj iz njega popolnoma izgoreva strupene snovi nastanejo le dušikovi oksidi.

pepel Pri izračunu emisije trdnih delcev v ozračje je treba upoštevati, da skupaj s pepelom v ozračje vstopa tudi neizgorelo gorivo (podzgorevanje).

Mehansko podžiganje q1 za komorne peči, če predpostavimo enako vsebnost gorljivih snovi v žlindri in odvzemu.

Glede na to, da imajo vse vrste goriva različne kurilne vrednosti, se pri izračunih pogosto uporablja podana vsebnost pepela Apr in vsebnost žvepla Spr.

Značilnosti nekaterih vrst goriva so podane v tabeli. 1.1.

Delež trdnih delcev, odnesenih iz kurišča, je odvisen od vrste kurišča in se lahko določi glede na naslednje podatke:

Komore z odstranjevanjem trdne žlindre., 0,95

Odprto s tekočim odstranjevanjem žlindre 0,7-0,85

Polodprto s tekočim odstranjevanjem žlindre 0,6-0,8

Dvokomorna kurišča................... 0,5-0,6

Kurišča z vertikalnimi predpeči 0,2-0,4

Horizontalne ciklonske peči 0,1-0,15

Iz mize 1.1 kaže, da imajo oljni skrilavec in rjavi premog ter premog Ekibastuz najvišjo vsebnost pepela.

Žveplovi oksidi. Emisijo žveplovih oksidov določa žveplov dioksid.

Kot so pokazale študije, je vezava žveplovega dioksida z elektrofiltrskim pepelom v dimnih kanalih energetskih kotlov odvisna predvsem od vsebnosti kalcijevega oksida v delovni masi goriva.

V suhih zbiralnikih pepela se žveplovi oksidi praktično ne zajamejo.

Delež oksidov, zajetih v mokrih zbiralnikih pepela, ki je odvisen od vsebnosti žvepla v gorivu in alkalnosti vode za namakanje, je mogoče določiti iz grafov, predstavljenih v priročniku.

Dušikovi oksidi. Količino dušikovih oksidov glede na NO 2 (t/leto, g/s), izpuščenih v ozračje z dimnimi plini kotla (ohišja) s produktivnostjo do 30 t/h, lahko izračunamo z empirično formulo v priročniku.



 

Morda bi bilo koristno prebrati: