Витратомір димових газів під час горіння природного газу. Компонентний склад димових газів

Одиниці вимірювання газоподібних компонентів продуктів згоряння →

Зміст розділу

При спалюванні органічних палив у топках котлів утворюються різні продукти згоряння, такі як оксиди вуглецю СО х = СО + СО 2 водяні пари Н 2 О, оксиди сірки SO x = SO 2 + SО 3 оксиди азоту NO x = NO + NО 2 , поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ), фтористі сполуки, сполуки ванадію V 2 O 5 , тверді частинки та ін. (Див. табл. 7.1.1). При неповному згорянні палива в топках гази можуть також містити вуглеводні СН 4 , С 2 Н 4 та ін. Всі продукти неповного згоряння є шкідливими, проте при сучасній техніці спалювання палива їх освіту можна звести до мінімуму [ 1 ].

Таблиця 7.1.1. Питомі викиди при факельному спалюванні органічного палива в енергетичних котлах [ 3 ]

Умовні позначення: А р, S p – відповідно вміст золи та сірки на робочу масу палива, %.

Критерієм санітарної оцінки середовища є гранично допустима концентрація (ГДК) шкідливої речовини в атмосферному повітрі на рівні землі. Під ГДК слід розуміти таку концентрацію різних речовин та хімічних сполук, яка при щоденному впливі протягом тривалого часу на організм людини не викликає жодних патологічних змін чи захворювань.

Гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у атмосферному повітрі населених місць наведено у табл. 7.1.2 [4]. Максимально-разова концентрація шкідливих речовин визначається за пробами, відібраними протягом 20 хв, середньодобова – за добу.

Таблиця 7.1.2. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у атмосферному повітрі населених місць

Забруднююча речовина	Гранично допустима концентрація, мг/м 3
Максимально-разова	Середньодобова
Пил нетоксичний	0,5	0,15
Діоксид сірки	0,5	0,05
Оксид вуглецю	3,0	1,0
Монооксид вуглецю	3,0	1,0
Діоксид азоту	0,085	0,04
Оксид азоту	0,6	0,06
Сажа (кіптява)	0,15	0,05
Сірководень	0,008	0,008
Бенз(а)пірен	-	0,1 мкг/100 м 3
Пентаксид ванадію	-	0,002
Фтористі сполуки (фтор)	0,02	0,005
Хлор	0,1	0,03

Розрахунки ведуться по кожній шкідливій речовині окремо, щоб концентрація кожного з них не перевищувала значень, наведених у табл. 7.1.2. Для котелень ці умови посилені запровадженням додаткових вимог щодо необхідності підсумовування впливу оксидів сірки та азоту, що визначається виразом

У той же час, внаслідок локальних недоліків повітря або несприятливих теплових і аеродинамічних умов, у топках і камерах згоряння утворюються продукти неповного згоряння, що складаються в основному з монооксиду вуглецю СО (чадного газу), водню Н 2 і різних вуглеводнів, які характеризують втрати тепла котлоагрегаті від хімічної неповноти згоряння (хімічний недопал).

Крім цього, у процесі спалювання виходить цілий ряд хімічних сполук, що утворюються внаслідок окислення різних складових палива та азоту повітря N 2 . Найбільш істотну їх частину становлять оксиди азоту NO x і сірки SO x.

Оксиди азоту утворюються з допомогою окислення як молекулярного азоту повітря, і азоту, що міститься в паливі. Експериментальні дослідження показали, що основна частка котлів, що утворилися в топках, х, а саме 96÷100%, припадає на монооксид (оксид) азоту NO. Діоксид NO 2 і геміоксид N 2 O азоту утворюються в значно менших кількостях, і їхня частка приблизно становить: для NO 2 - до 4%, а для N 2 O - соті частки відсотка від загального викиду NO x . При типових умовах факельного спалювання палив у котлах концентрації діоксиду азоту NO 2 як правило, зневажливо малі в порівнянні з вмістом NO і зазвичай становлять від 0÷7 ррmдо 20÷30 ррm. У той же час швидке перемішування гарячих та холодних областей у турбулентному полум'ї може призвести до появи відносно великих концентрацій діоксиду азоту у холодних зонах потоку. Крім цього, часткова емісія NO 2 відбувається у верхній частині топки та в горизонтальному газоході (при T> 900÷1000 К) і за певних умов може досягати помітних розмірів.

Геміоксид азоту N 2 O, що утворюється при спалюванні палив, є, мабуть, короткочасною проміжною речовиною. N 2 O практично відсутня у продуктах згоряння за казанами.

Сірка, що міститься в паливі, є джерелом утворення оксидів сірки SO x: сірчистого SO 2 (діоксид сірки) і сірчаного SO 3 (триоксид сірки) ангідридів. Сумарний масовий викид SO x залежить тільки від вмісту сірки у паливі S p , а їх концентрація в димових газах – ще й від коефіцієнта витрат повітря α. Як правило, частка SO 2 становить 97÷99%, а частка SO 3 – 1÷3% сумарного виходу SO x . Фактичний вміст SO 2 у газах, що виходять з котлів, коливається від 0,08 до 0,6 %, а концентрація SO 3 – від 0,0001 до 0,008 %.

Серед шкідливих компонентів димових газівОсобливе місце займає велика група поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАУ). Багато ПАУ мають високу канцерогенну та (або) мутагенну активність, активізують фотохімічні змоги в містах, що потребує суворого контролю та обмеження їх емісії. У той самий час деякі ПАУ, наприклад, фенантрен, флуорантен, пирен та інших, фізіологічно майже інертні і є канцерогенно-опасными.

ПАУ утворюються внаслідок неповного згоряння будь-яких вуглеводневих палив. Останнє має місце через гальмування реакцій окиснення вуглеводнів палива холодними стінками топкових пристроїв, а також може бути викликане незадовільним змішуванням палива та повітря. Це призводить до утворення в топках (камерах згоряння) локальних окисних зон зі зниженою температурою або зон з надлишком палива.

Внаслідок великої кількостірізних ПАУ в димових газах та труднощі вимірювання їх концентрацій прийнято рівень канцерогенної забрудненості продуктів згоряння та атмосферного повітряоцінювати за концентрацією найбільш сильного та стабільного канцерогену – бенз(а)пірена (Б(а)П) C 20 H 12 .

Зважаючи на високу токсичність, слід особливо відзначити такі продукти спалювання мазуту, як оксиди ванадію. Ванадій міститься в мінеральній частині мазуту та при його спалюванні утворює оксиди ванадію VO, VO 2 . Однак при утворенні відкладень на конвективних поверхняхоксиди ванадію представлені в основному у вигляді V 2 O 5 . Пентаоксид ванадію V 2 O 5 є найбільш токсичною формою оксидів ванадію, тому облік викидів виробляється в перерахунку на V 2 O 5 .

Таблиця 7.1.3. Орієнтовна концентрація шкідливих речовин у продуктах згоряння при факельному спалюванні органічних палив в енергетичних котлах

Викиди =	Концентрація, мг/м3
	Природний газ	Мазут	Вугілля
Оксиди азоту NO x (у перерахунку на NO 2)	200÷1200	300÷1000	350÷1500
Сірчистий ангідрид SO 2	-	2000÷6000	1000÷5000
Сірчаний ангідрид SO 3	-	4÷250	2 ÷100
Чадний газСО	10÷125	10÷150	15÷150
Бенз(а)пірен З 20 Н 12	(0,1÷1, 0)·10 -3	(0,2÷4,0)· 10 -3	(0,3÷14) · 10 -3
Тверді частки	-	<100	150÷300

При спалюванні мазуту і твердого палива у викидах також містяться тверді частинки, що складаються з летючої золи, сажистих частинок, ПАВ і незгорілого в результаті механічного недопалу палива.

Діапазони концентрацій шкідливих речовин у димових газах при спалюванні різних типів палив наведено у табл. 7.1.3.

склад продуктів повного згоряння

До складу продуктів повного згоряння входять також баластові складові - азот (N2) та кисень (О2).

Азот завжди потрапляє у топку з повітрям, а кисень залишається від не використаних у процесі згоряння повітряних потоків. Таким чином, димові гази, що утворюються при повному згорянні газоподібного палива, складаються з чотирьох компонентів: СОг, Н2О, Ог та N2

При неповному згорянні газоподібного палива димових газах з'являються горючі компоненти, оксид вуглецю, водень, котрий іноді метан. При великому хімічному недопалі у продуктах згоряння з'являються частинки вуглецю, у тому числі утворюється сажа. Неповне спалювання газу може виникнути при нестачі повітря в зоні горіння (ст>1), незадовільному змішуванні повітря з газом, зіткненні факела з холодними стінками, що тягне за собою обрив реакції горіння.

приклад. Припустимо, що від спалювання 1 м3 дашавського газу утворюється сухих продуктів згоряння Kci-35 м3/м3, при цьому продукти згоряння містять горючі складові в розмірі: СО=0,2%; Н2=0,10/о; СН4 = = 0,05%.

Визначити втрату теплоти від хімічної неповноти згоряння. Ця втрата дорівнює Q3 = VC, г ("26, ЗСО + Ю8Н3 + 358СН4) = 35 (126,3-0,2 + 108-0,1 +358-0,05) =

1890 кДж/м3.

Точка роси продуктів згоряння визначається в такий спосіб. Спочатку знаходять повний обсяг продуктів згоряння

і, знаючи кількість водяної пари Vhn, яка в них міститься, визначають парціальний тиск водяної пари Рнго (тиск насиченої водяної пари при певній температурі) за формулою

P»to = vmlVr, бар.

Кожному значенню парціального тиску водяної пари відповідає певна точка роси.

приклад. Від спалювання 1 м3 дашавського природного газупри ат = 2,5 утворюється продуктів згоряння Vr = 25 м3/м3, зокрема водяної пари Vsn = 2,4 м3/м3. Потрібно визначити температуру точки роси.

Парціальний тиск водяної пари в продуктах згоряння дорівнює

^0=^/^ = 2,4/25 = 0,096 бара.

Знайденого парціального тиску відповідає температура 46 °С. Це і є точка роси. Якщо димові гази даного складу матимуть температуру нижче 46°С, то розпочнеться процес конденсації водяної пари.

Економічність роботи побутових печей, переведених на газове паливо, характеризується коефіцієнтом корисної дії (ККД), ККД будь-якого теплового апарату визначається теплового балансу, Т. е. рівності між теплотою, що утворилася при спалюванні палива, і витратою цієї теплоти на корисне обігрів.

При експлуатації газових побутових печей мають місце випадки, коли в димових трубах гази, що йдуть, охолоджуються до точки роси. Точкою роси називається температура, до якої потрібно охолодити повітря або інший газ, щоб водяна пара, що міститься в ньому, досягла стану насичення.

1. Опис запропонованої технології (методу) підвищення енергоефективності, його новизна та поінформованість про нього.

При спалюванні палива в котлах, процентний вміст «надлишкового повітря» може становити від 3 до 70% (без урахування присосів) від обсягу повітря, кисень якого бере участь у хімічної реакціїокиснення (спалювання) палива.

«Надлишкове повітря», що бере участь у процесі спалювання палива, це та частина атмосферного повітря, кисень якого не бере участі в хімічній реакції окислення (спалювання) палива, але він необхідний для створення необхідного швидкісного режиму закінчення паливно-повітряної суміші з пальника котла. «Надлишкове повітря» - величина змінна і для одного і того ж котла вона обернено пропорційна кількості палива, що спалюється, або чим менше спалюється палива, тим менше потрібно кисню для його окислення (спалювання), але необхідно більше «надлишкового повітря» для створення необхідного швидкісного режиму витікання паливно-повітряної суміші з пальника котла. Відсотковий вміст «надлишкового повітря» в загальному потоці повітря, що використовується для повного спалюванняпалива, визначається за відсотковим вмістом кисню в димових газах.

Якщо зменшити відсотковий вміст «надлишкового повітря», то в димових газах, що йдуть, з'явиться окис вуглецю «СО» (отруйний газ), що свідчить про недопал палива, тобто. його втраті, а використання «надлишкового повітря» призводить до втрати теплової енергії на його нагрівання, що збільшує витрату палива, що спалюється, і підвищує викиди парникових газів «СО 2 » в атмосферу.

Атмосферне повітря складається з 79% азоту (N 2 - інертний газбез кольору, смаку та запаху), який виконує основну функцію зі створення необхідного швидкісного режиму закінчення паливно-повітряної суміші з пальника енергетичної установки для повного та стійкого спалювання палива та 21% кисню (О 2), який є окислювачем палива. Димові гази, що йдуть, при номінальному режимі спалювання природного газу в котельних агрегатах складаються з 71% азоту (N 2), 18% води (Н 2 О), 9% вуглекислого газу (СО 2) і 2% кисню (О 2). Відсотковий вміст кисню в димових газах дорівнює 2% (на виході з топки) свідчить про 10% вміст надлишкового атмосферного повітря в загальному потоці повітря, що бере участь у створенні необхідного швидкісного режиму закінчення паливно-повітряної суміші з пальника котельного агрегату для повного окислення палива.

У процесі повного спалювання палива в котлах необхідно утилізувати димові гази, замінюючи ними «надлишкове повітря», що дозволить запобігти утворенню NOx (до 90,0%) та скоротити викиди «парникових газів» (СО 2), а також витрата палива, що спалюється (до 1,5%).

Винахід відноситься до теплоенергетики, зокрема до енергетичних установок для спалювання різних видівпалива та способів утилізації димових газів для спалювання палива в енергетичних установках.

Енергетична установка для спалювання палива містить топку (1) з пальниками (2) та конвективний газохід (3), підключений через димосос (4) та димохід (5) до димової труби (6); повітропровід (9) зовнішнього повітря, з'єднаний з димоходом (5) через перепускний трубопровід (11) димових газів та повітроводом (14) суміші зовнішнього повітря та димових газів, який з'єднаний з дуттьовим вентилятором (13); дросель (10), встановлений на повітроводі (9), та засувку (12), змонтовану на перепускному трубопроводі (11) димових газів, причому дросель (10) та засувка (12) обладнані виконавчими механізмами; повітропідігрівач (8), розташований у конвективному газоході (3), підключений до дутьевого вентилятора (13) і з'єднаний з пальниками (2) через повітропровід (15) нагрітої суміші зовнішнього повітря та димових газів; датчик (16) відбору проб топкових газів, встановлений на вході в конвективний газохід (3) та підключений до газоаналізатора (17) визначення вмісту кисню та окису вуглецю в топкових газах; електронний блок управління (18), який підключений до газоаналізатора (17) та до виконавчих механізмів дроселя (10) та засувки (12). Спосіб утилізації димових газів для спалювання палива в енергетичній установці включає відбір частини димових газів зі статичним тиском більше атмосферного з димоходу (5) і подачу її через перепускний трубопровід (11) димових газів у повітропровід (9) зовнішнього повітря зі статичним тиском зовнішнього повітря менше атмосферного ; регулювання подачі зовнішнього повітря та димових газів виконавчими механізмами дроселя (10) та засувки (12), керованими електронним блоком управління (18), таким чином, щоб процентний вміст кисню у зовнішньому повітрі знизився до рівня, при якому на вході в конвективний газохід (3 ) вміст кисню в топкових газах становило менше 1% за відсутності окису вуглецю; подальше змішування димових газів із зовнішнім повітрям у повітроводі (14) і дуттьовому вентиляторі (13) для отримання однорідної суміші зовнішнього повітря та димових газів; нагрівання отриманої суміші в повітропідігрівачі (8) за рахунок утилізації тепла топкових газів; подачу нагрітої суміші в пальники (2) через повітропровід (15).

2. Результат підвищення енергоефективності під час масового впровадження.
Економія палива, що спалюється в котельнях, на ТЕЦ або ДРЕС до 1,5%

3. Чи існує необхідність проведення додаткових досліджень для розширення переліку об'єктів для впровадження цієї технології?
Існує, т.к. пропоновану технологію можна застосувати також і для двигунів внутрішнього згоряннята для газотурбінних установок.

4. Причини, через які пропонована енергоефективна технологія не застосовуються в масовому масштабі.
Основною причиною є новизна запропонованої технології та психологічна інерція фахівців у галузі теплоенергетики. Необхідна медіатизація пропонованої технології в Міністерствах Енергетики та Екології, енергетичних компаніях, що генерують електричну та теплову енергію.

5. Існуючі заходи заохочення, примусу, стимулювання запровадження запропонованої технології (методу) і їх вдосконалення.
Введення нових жорсткіших екологічних вимог до викидів NOx від котелень

6. Наявність технічних та інших обмежень застосування технології (методу) різних об'єктах.
Розширити дію п. 4.3.25 «ПРАВИЛ ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ І МЕРЕЖ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ НАКІВ МІНЕНЕРГО РФ ВІД 19 ЧЕРВНЯ 2003 р. №е22. У наступній редакції: «…На парових котлах, що спалюють будь-яке паливо, у регулювальному діапазоні навантажень його спалювання має здійснюватися, як правило, при коефіцієнтах надлишку повітря на виході з топки менше 1,03…».

7. Необхідність проведення НДДКР та додаткових випробувань; теми та цілі робіт.
Необхідність проведення НДДКР полягає у отриманні наочної інформації (навчального фільму) для ознайомлення працівників теплоенергетичних компаній із запропонованою технологією.

8. Наявність постанов, правил, інструкцій, нормативів, вимог, заборонних заходів та інших документів, що регламентують застосування цієї технології (методу) та обов'язкових для виконання; необхідність внесення змін до них або необхідність зміни самих принципів формування цих документів; наявність раніше існуючих нормативних документів, регламентів та потреба в їх відновленні
Розширити дії «ПРАВИЛ ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ І МЕРЕЖ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ НАКАЗ МІНЕНЕРГО РФ ВІД 19 ЧЕРВНЯ 2003 р. № 229»

п. 4.3.25 для котлів, що спалюють будь-які види палива. У наступній редакції: «… На парових котлах, що спалюють паливо, в регулювальному діапазоні навантажень його спалювання повинне здійснюватися, як правило, при коефіцієнтах надлишку повітря на виході з топки менше 1,03...».

п. 4.3.28. «… Розпалювання котла на сірчистому мазуті повинно проводитись із попередньо включеною системою підігріву повітря (калорифери, система рециркуляції гарячого повітря). Температура повітря перед повітропідігрівачем у початковий період розпалювання на мазутному котлі повинна бути, як правило, не нижче 90°С. Розпалювання котла на будь-якому іншому виді палива повинно проводитись із попередньо включеною системою рециркуляції повітря»

9. Необхідність розробки нових або зміни існуючих законів та нормативно-правових актів.
Не потрібно

10. Наявність впроваджених пілотних проектів, аналіз їх реальної ефективності, виявлені недоліки та пропозиції щодо вдосконалення технології з урахуванням накопиченого досвіду.
Випробування пропонованої технології здійснювалося на настінному газовому котлі з примусовою тягою і виведенням відпрацьованих газів (продуктів згоряння природного газу) на фасад будівлі номінальною потужністю 24,0 кВт, але під навантаженням 8,0 кВт. Подача димових газів у котел здійснювалася за рахунок короба, що встановлюється на відстані 0,5 м від факельного викиду коаксіальної димової труби котла. Короб затримував димові, що йшли, які в свою чергу заміняли «надлишкове повітря», необхідне для повного спалювання природного газу, а газоаналізатором, встановленим у відводі газоходу котла (штатному місці) контролювалися викиди. В результаті експерименту здатність знизити викиди NOx на 86,0% і скоротити викиди «парникових газів» СО2 1,3%.

11. Можливість впливу на інші процеси при масовому впровадженні даної технології (зміна екологічної обстановки, можливий вплив на здоров'я людей, підвищення надійності енергопостачання, зміна добових або сезонних графіків завантаження) енергетичного обладнання, зміна економічних показників вироблення та передачі енергії тощо).
Поліпшення екологічної обстановки, що впливає на здоров'я людей та зниження витрат на пальне при виробленні теплової енергії.

12. Необхідність спеціальної підготовки кваліфікованих кадрів для експлуатації впроваджуваної технології та розвитку виробництва.
Достатнім буде тренінг існуючого обслуговуючого персоналу котельних агрегатів із запропонованою технологією.

13. Передбачувані методи застосування:
комерційне фінансування (при окупності витрат), оскільки запропонована технологія окупається максимум протягом двох років.

Інформація надана: Ю. Панфіл, а/с 2150, м. Кишинів, Молдова, MD 2051, e-mail: [email protected]

Для того щоб додати опис енергозберігаючої технологіїв Каталог, заповніть опитувальник і надішліть його на з позначкою «в Каталог».

Сторінка 1

Склад димових газів розраховують виходячи з реакцій згоряння. складових частинпалива.

Склад димових газів визначають за допомогою спеціальних приладів, які називають газоаналізаторами. Це основні прилади, що визначають ступінь досконалості та економічності топкового процесу в залежності від вмісту вуглекислоти в димових газах, оптимальне значення якої залежить від роду палива, типу і якості топкового пристрою.

Склад димових газів при режимі, що встановився, змінюється таким чином: вміст H2S і S02 неухильно знижується, 32, СО2 і СО - змінюється незначно / При пошаровому горінні окса верхні шари каталізатора регенеруються раніше нижніх. Спостерігається поступове зниження температури в реакційній юні, і димових газах на виході з реактора з'являється кисень.

Склад димових газів контролюють за пробами.

Склад димового газу визначається не тільки вмістом водяної пари, але також і вмістом інших компонентів.

Склад димових газів змінюється за довжиною смолоскипа. Врахувати цю зміну при розрахунку радіаційного теплообміну неможливо. Тому практичні розрахунки радіаційного теплообміну ведуть склад димових газів наприкінці камери. Це спрощення в певною міроювиправдовується тим міркуванням, що процес горіння зазвичай інтенсивно протікає в початковій, невеликій частині камери, і тому більша частинакамери буває зайнята газами, склад яких близький до його складу наприкінці камери. Наприкінці її майже завжди міститься дуже небагато продуктів неповного згоряння.

Склад димових газів розраховують виходячи з реакцій згоряння складових частин палива.

Склад димових газів при повному згорянні газу різних родовищ відрізняється незначною мірою.

До складу димових газів входить: 261 кг СО2; 0 45 кг Н2О; 7 34 кг N2 та 3 81 кг повітря на I кг вугілля. При 870 З обсяг димових газів на 1 кг вугілля становить 45 ж3, а за 16 З він дорівнює 11 3 м3; щільність суміші димових газів дорівнює 0318 кг/ж3, що в 103 рази більше щільності повітря при тій же температурі.

Токсичними (шкідливими) називаються хімічні сполуки, що негативно впливають на здоров'я людини та тварин.

Вид палива впливає на склад шкідливих речовин, що утворюються при його спалюванні. На електростанціях використовується тверде, рідке та газоподібне паливо. Основними шкідливими речовинами, що містяться в димових газах котлів, є: оксиди (оксиди) сірки (SO 2 і SO 3), оксиди азоту (NO і NO 2), оксид вуглецю (СО), сполуки ванадію (в основному пентаксид ванадію V 2 O 5). До шкідливим речовинамвідноситься також зола.

Тверде паливо. У теплоенергетиці використовують вугілля (буре, кам'яне, антрацитовий штиб), горючі сланці та торф. Склад твердого палива схематично уявити.

Як видно органічна частина палива складається з вуглецю, водню Н, кисню Про, органічної сірки S opr . До складу палива палива ряду родовищ входить також неорганічна, піритна сірка FeS 2.

Негорюча (мінеральна) частина палива складається з вологи Wта золи А.Основна частина мінеральної складової палива переходить у процесі спалювання в летючу золу, що відносить димові гази. Інша частина в залежності від конструкції топки та фізичних особливостей мінеральної складової палива може перетворюватися на шлак.

Зольність вітчизняного вугілля коливається у межах (10-55%). Відповідно змінюється і запилення димових газів, досягаючи для високозольного вугілля 60-70 г/м 3 .

Однією з найважливіших особливостей золи є те, що її частинки мають різні розміри, які знаходяться в діапазоні від 1 -2 до 60 мкм і більше. Ця особливість як параметр, що характеризує золу, називається дисперсністю.

Хімічний складзоли твердого палива досить різноманітний. Зазвичай зола складається з оксидів кремнію, алюмінію, титану, калію, натрію, заліза, кальцію, магнію. Кальцій у золі може бути у вигляді вільного оксиду, а також у складі силікатів, сульфатів та інших сполук.

Більш детальні аналізи мінеральної частини твердих палив показують, що в золі в невеликих кількостях можуть бути інші елементи, наприклад, германій, бор, миш'як, ванадій, марганець, цинк, уран, срібло, ртуть, фтор, хлор. Мікродомішки перерахованих елементів розподіляються у різних за розмірами частинок фракціях летючої золи нерівномірно, і зазвичай їх вміст збільшується із зменшенням розмірів цих частинок.

Тверде паливоможе містити сірку в наступних формах: колчедану Fe 2 S і піриту FeS 2 у складі молекул органічної частини палива та у вигляді сульфатів у мінеральній частині. Сполуки сірки в результаті горіння перетворюються на оксиди сірки, причому близько 99% становить сірчистий ангідрид SO 2 .

Сірчистість вугілля залежно від родовища становить 0,3-6%. Сірчистість горючих сланців сягає 1,4-1,7%, торфу -0,1%.

З'єднання ртуті, фтору та хлору знаходяться за котлом у газоподібному стані.

У складі золи твердих видів палива можуть бути радіоактивні ізотопи калію, урану та барію. Ці викиди практично не впливають на радіаційну обстановку в районі ТЕС, хоча їхня загальна кількість може перевищувати викиди радіоактивних аерозолів на АЕС тієї ж потужності.

Рідке паливо. Утеплоенергетиці застосовуються мазут, сланцеве масло, дизельне та котельно-пічне паливо.

У рідкому паливі відсутня піритна сірка. До складу золи мазуту входять пентаоксид ванадію (V 2 O 5), а також Ni 2 O 3 , A1 2 O 3 Fe 2 O 3 SiO 2 MgO та інші оксиди. Зольність мазуту вбирається у 0,3%. При повному його згорянні вміст твердих частинок у димових газах становить близько 0,1 г/м 3 проте це значення різко зростає в період очищення поверхонь нагріву котлів від зовнішніх відкладень.

Сірка в мазуті знаходиться переважно у вигляді органічних сполук, елементарної сірки та сірководню. Її зміст залежить від сірчистості нафти, з якої його отримано.

Топкові мазути в залежності від вмісту в них сірки поділяються на: малосірчисті S р<0,5%, сернистые S p = 0,5 + 2,0%та високосірчисті S p >2,0%.

Дизельне паливоза вмістом сірки ділиться на дві групи: перша-до 0,2% та друга-до 0,5%. У малосірчистому котельно-пічному паливі міститься сірки не більше 0,5, у сірчистому - до 1,1, у сланцевому маслі - не більше 1%.

Газоподібне паливоявляє собою найбільш «чисте» органічне паливо, тому що при його повному згоранні токсичних речовинутворюються лише оксиди азоту.

Попелюшка. При розрахунку викиду твердих частинок в атмосферу необхідно враховувати, що разом із золою в атмосферу надходить паливо, що не згоріло (недопал).

Механічний недопал q1 для камерних топок, якщо прийняти однаковим вміст горючих у шлаку та винесення.

У зв'язку з тим, що всі види палива мають різну теплоту згоряння, у розрахунках часто використовують наведені зольність Апр і сірчистість Sпр,

Характеристики деяких видів палива наведено у табл. 1.1.

Частка твердих частинок ун, що виносяться з топки, залежить від типу топки і може бути прийнята за такими даними:

Камери з твердим видаленням шлаку., 0,95

Відкриті з рідким шлаковидаленням 0,7-0,85

Напіввідкриті з рідким шлаковидаленням 0,6-0,8

Двокамерні топки...................... 0,5-0,6

Топки із вертикальними передтопками 0,2-0,4

Горизонтальні циклонні топки 0,1-0,15

З табл. 1.1 видно, що найбільшу зольність мають горючі сланці та буре вугілля, а також екібастузьке кам'яне вугілля.

Оксиди сірки. Викид оксидів сірки визначається за сірчистим ангідридом.

Як показали дослідження, зв'язування сірчистого ангідриду летючою золою в газоходах енергетичних котлів залежить переважно від вмісту оксиду кальцію в робочій масі палива.

У сухих золоуловлювачах оксиди сірки практично не вловлюються.

Частку оксидів, що уловлюються в мокрих золоуловлювачах, яка залежить від сірчистості палива та лужності зрошуючої води, можна визначити за графіками, представленими в методичці.

Оксиди азоту. Кількість оксидів азоту в перерахунку на NO 2 (т/рік, г/с), що викидаються в атмосферу з димовими газами котла (корпусу) продуктивністю до 30 т/год, може бути розрахована за емпіричною формулою в методичці.

Можливо, буде корисно почитати: