Tabiiy gazning yonishi natijasida chiqadigan chiqindi gazlar. Neft va gazning buyuk ensiklopediyasi

Toksik (zararli) deb ataladi kimyoviy birikmalar, inson va hayvonlar salomatligiga salbiy ta'sir qiladi.

Yoqilg'i turi uning yonishi paytida hosil bo'lgan zararli moddalar tarkibiga ta'sir qiladi. Elektr stansiyalari qattiq, suyuq va gazsimon yoqilg'idan foydalanadi. Qozon gazlari tarkibidagi asosiy zararli moddalar: oltingugurt oksidi (SO 2 va SO 3), azot oksidi (NO va NO 2), uglerod oksidi (CO), vanadiy birikmalari (asosan vanadiy pentoksid V 2 O 5). TO zararli moddalar kul ham kiradi.

Qattiq yoqilg'i. Issiqlik energetikasida ko'mir (qo'ng'ir, tosh, antrasit ko'mir), moyli slanets va torf ishlatiladi. Qattiq yoqilg'ining tarkibi sxematik tarzda ifodalanadi.

Ko'rib turganingizdek, yoqilg'ining organik qismi uglerod C, vodorod H, kislorod O, organik oltingugurt Sopr dan iborat. Bir qator konlardan olinadigan yoqilg'ining yonuvchi qismiga noorganik pirit oltingugurt FeS 2 ham kiradi.

Yonilg'ining yonmaydigan (mineral) qismi namlikdan iborat V va kul A. Yoqilg'ining mineral komponentining asosiy qismi yonish paytida chiqindi gazlar tomonidan olib ketilgan uchuvchi kulga aylanadi. Boshqa qismi, pechning dizayni va yoqilg'ining mineral komponentining fizik xususiyatlariga qarab, cürufga aylanishi mumkin.

Maishiy ko'mirlarning kul tarkibi juda katta farq qiladi (10-55%). Chang darajasi mos ravishda o'zgaradi. tutun gazlari, yuqori kulli ko'mirlar uchun 60-70 g / m 3 ga etadi.

Kulning eng muhim xususiyatlaridan biri shundaki, uning zarralari turli o'lchamlarga ega bo'lib, ular 1-2 dan 60 mikrongacha yoki undan ko'p. Kulni tavsiflovchi parametr sifatida bu xususiyat dispersiya deb ataladi.

Kimyoviy tarkibi Qattiq yoqilg'ining kuli juda xilma-xildir. Odatda, kul kremniy, alyuminiy, titan, kaliy, natriy, temir, kaltsiy va magniy oksidlaridan iborat. Kuldagi kaltsiy erkin oksid shaklida, shuningdek, silikatlar, sulfatlar va boshqa birikmalar tarkibida bo'lishi mumkin.

Qattiq yoqilg'ining mineral qismini batafsilroq tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, kul tarkibida oz miqdorda boshqa elementlar bo'lishi mumkin, masalan, germaniy, bor, mishyak, vanadiy, marganets, sink, uran, kumush, simob, ftor, xlor. Ro'yxatdagi elementlarning mikroifratlari turli zarracha o'lchamdagi kul fraktsiyalarida notekis taqsimlanadi va odatda ularning tarkibi zarracha hajmining pasayishi bilan ortadi.

Qattiq yoqilg'i oltingugurtni quyidagi shakllarda o'z ichiga olishi mumkin: yoqilg'ining organik qismi molekulalarida pirit Fe 2 S va pirit FeS 2 va mineral qismida sulfatlar shaklida. Yonish natijasida oltingugurt birikmalari oltingugurt oksidlariga aylanadi, taxminan 99% oltingugurt dioksidi SO 2 ni tashkil qiladi.


Ko'mirlarning oltingugurt miqdori koniga qarab 0,3-6% ni tashkil qiladi. Slanetsning oltingugurt miqdori 1,4-1,7%, torf -0,1% ga etadi.

Simob, ftor va xlorning birikmalari gazsimon holatda qozon orqasida mavjud.

Qattiq yoqilg'i kulining tarkibida kaliy, uran va bariyning radioaktiv izotoplari bo'lishi mumkin. Ushbu chiqindilar issiqlik elektr stantsiyasi hududidagi radiatsiyaviy vaziyatga deyarli ta'sir qilmaydi, garchi ularning umumiy miqdori bir xil quvvatdagi atom elektr stantsiyalaridagi radioaktiv aerozollar chiqindilaridan oshib ketishi mumkin.

Suyuq yoqilg'i. IN Issiqlik energetikasida mazut, slanets moyi, dizel va qozon va pech yoqilg'isi ishlatiladi.

Suyuq yoqilg'ida pirit oltingugurt yo'q. Mazut kulining tarkibiga vanadiy pentoksidi (V 2 O 5), shuningdek Ni 2 O 3, A1 2 O 3, Fe 2 O 3, SiO 2, MgO va boshqa oksidlar kiradi. Mazutning kul miqdori 0,3% dan oshmaydi. To'liq yondirilganda, chiqindi gazlardagi qattiq zarrachalar miqdori taxminan 0,1 g / m3 ni tashkil qiladi, ammo bu qiymat qozonlarning isitish yuzalarini tashqi konlardan tozalash davrida keskin ortadi.

Mazut tarkibidagi oltingugurt, birinchi navbatda, organik birikmalar, elementar oltingugurt va vodorod sulfidi shaklida bo'ladi. Uning tarkibi neftning oltingugurt miqdoriga bog'liq.

Ulardagi oltingugurt miqdoriga qarab, isitish moylari quyidagilarga bo'linadi: kam oltingugurtli S p.<0,5%, сернистые S p = 0,5+ 2,0% va yuqori oltingugurt S p >2,0%.

Dizel yoqilg'isi oltingugurt miqdori bo'yicha u ikki guruhga bo'linadi: birinchisi - 0,2% gacha va ikkinchisi - 0,5% gacha. Kam oltingugurtli qozon va o'choq yoqilg'isida oltingugurt 0,5 dan oshmaydi, oltingugurtli yoqilg'ida 1,1 gacha, slanets moyida ko'p bo'lmagan miqdorda oltingugurt mavjud. 1%.

Gazsimon yoqilg'i"eng toza" organik yoqilg'ini ifodalaydi, chunki u butunlay yondirilgandan beri zaharli moddalar faqat azot oksidlari hosil bo'ladi.

Ash. Atmosferaga qattiq zarrachalar chiqishini hisoblashda yonmagan yoqilg'ining (osti yonish) kul bilan birga atmosferaga tushishini hisobga olish kerak.

Kamerali pechlar uchun mexanik underburning q1, agar biz cüruf va yutilishda bir xil yonuvchan tarkibni nazarda tutsak.

Barcha turdagi yoqilg'ilar turli xil kaloriya qiymatlariga ega bo'lganligi sababli, hisob-kitoblarda ko'pincha berilgan kul miqdori Apr va oltingugurt miqdori Spr ishlatiladi.

Ba'zi turdagi yoqilg'ining xususiyatlari jadvalda keltirilgan. 1.1.

Yong'in qutisidan olib ketilgan qattiq zarrachalarning nisbati olov qutisi turiga bog'liq va quyidagi ma'lumotlarga ko'ra olinishi mumkin:

Qattiq cürufni olib tashlash kameralari., 0,95

Suyuq cürufni olib tashlash bilan oching 0,7-0,85

Suyuq cürufni olib tashlash bilan yarim ochiq 0,6-0,8

Ikki kamerali yong'in qutilari................. 0,5-0,6

Vertikal oldingi pechlar bilan yong'in qutilari 0,2-0,4

Gorizontal siklonli pechlar 0,1-0,15

Stoldan 1.1.dan koʻrinib turibdiki, yogʻli slanets va qoʻngʻir koʻmir, shuningdek, Ekibastuz koʻmiri eng yuqori kulga ega.

Oltingugurt oksidlari. Oltingugurt oksidlarining emissiyasi oltingugurt dioksidi bilan aniqlanadi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, oltingugurt dioksidining uchuvchi kul bilan quvvat qozonlari quvurlarida bog'lanishi asosan yoqilg'ining ishchi massasidagi kaltsiy oksidi tarkibiga bog'liq.

Quruq kul kollektorlarida oltingugurt oksidlari deyarli ushlanmaydi.

Yoqilg'i tarkibidagi oltingugurt va sug'orish suvining ishqoriyligiga bog'liq bo'lgan nam kul kollektorlarida tutilgan oksidlarning nisbati qo'llanmada keltirilgan grafiklardan aniqlanishi mumkin.

Azot oksidlari. 30 t/soat unumdorligi 30 t/soatgacha bo‘lgan qozon (qozon)ning chiqindi gazlari bilan atmosferaga chiqariladigan azot oksidi miqdorini NO 2 (t/yil, g/s) bo‘yicha hisoblash mumkin. qo'llanmada.

1-sahifa


Tutun gazlarining tarkibi yonish reaktsiyalari asosida hisoblanadi komponentlar yoqilg'i.  

Tutun gazlarining tarkibi gaz analizatorlari deb ataladigan maxsus qurilmalar yordamida aniqlanadi. Bu chiqindi gazlar tarkibidagi karbonat angidrid miqdoriga qarab yonish jarayonining mukammallik darajasi va samaradorligini aniqlaydigan asosiy qurilmalar bo'lib, ularning optimal qiymati yoqilg'i turiga, yonish moslamasining turiga va sifatiga bog'liq.  

Barqaror holat sharoitida chiqindi gazlarning tarkibi quyidagicha o'zgaradi: H2S va S02 miqdori doimiy ravishda kamayadi, 32, CO2 va CO - ahamiyatsiz o'zgaradi / Oksaning qatlamma-qatlam yonishi bilan katalizatorning yuqori qatlamlari qayta tiklanadi. pastkilaridan oldin. Reaktsiya kamerasida haroratning asta-sekin pasayishi kuzatiladi va reaktorning chiqishidagi tutun gazlarida kislorod paydo bo'ladi.  


Tutun gazlarining tarkibi namunalar bilan nazorat qilinadi.  

Baca gazining tarkibi nafaqat suv bug'ining tarkibi, balki boshqa komponentlarning tarkibi bilan ham belgilanadi.  

Tutun gazlarining tarkibi mash'alning uzunligi bo'ylab o'zgaradi. Radiatsion issiqlik uzatishni hisoblashda bu o'zgarishni hisobga olish mumkin emas. Shuning uchun radiatsiya issiqlik uzatishning amaliy hisob-kitoblari kameraning oxiridagi chiqindi gazlar tarkibiga asoslanadi. Bu soddalashtirish ma'lum darajada yonish jarayoni odatda kameraning boshlang'ich, unchalik katta bo'lmagan qismida jadal davom etishini hisobga olish bilan oqlanadi va shuning uchun katta qism kameralarni ba'zan tarkibi kameraning oxiridagiga yaqin bo'lgan gazlar egallaydi. Oxir-oqibat, u deyarli har doim to'liq bo'lmagan yonish mahsulotini o'z ichiga oladi.  

Tutun gazlarining tarkibi yoqilg'i tarkibiy qismlarining yonish reaktsiyalari asosida hisoblanadi.  

Turli konlardan gazning to'liq yonishi paytida chiqindi gazlarining tarkibi biroz farq qiladi.  

Tutun gazlarining tarkibiga quyidagilar kiradi: 2 61 kg CO2; 0 45 kg H2O; I kg ko'mirga 7 34 kg N2 va 3 81 kg havo. 870 S haroratda 1 kg ko'mir uchun chiqindi gazlar hajmi 45 m3, 16 S da 11 3 m3 ga teng; chiqindi gaz aralashmasining zichligi 0,318 kg / l3 ni tashkil qiladi, bu bir xil haroratda havo zichligidan 1,03 barobar ko'pdir.  

Yonilg'ining ishchi massasining elementar tarkibi ma'lum bo'lsa, yoqilg'ining yonishi uchun zarur bo'lgan havo miqdori va ishlab chiqarilgan chiqindi gazlar miqdorini nazariy jihatdan aniqlash mumkin.

Yonish uchun zarur bo'lgan havo miqdori hisoblab chiqiladi kub metr normal sharoitda (0 ° C va 760 mm Hg) - 1 kg qattiq yoki suyuq yoqilg'i va 1 m 3 gazsimon uchun.

Quruq havoning nazariy hajmi. 1 kg qattiq va suyuq yoqilg'ining to'liq yonishi uchun nazariy jihatdan zarur bo'lgan havo hajmi, m 3 /kg normal sharoitda iste'mol qilingan kislorod massasini kislorod zichligiga bo'lish yo'li bilan topiladi r N.

O 2 = 1,429 kg/m3 va 0,21 ga, chunki havoda 21% kislorod mavjud

1 m3 quruq gaz yoqilg'isini to'liq yoqish uchun zarur bo'lgan havo hajmi, m3 / m3,

Yuqoridagi formulalarda yoqilg'i elementlarining tarkibi massa bo'yicha foizda, CO, H 2, CH 4 va boshqalar yonuvchi gazlarning tarkibi esa - hajm bo'yicha foiz sifatida; SmNn - gaz tarkibiga kiradigan uglevodorodlar, masalan, metan CH 4 (m= 1, n= 4), etan C 2 H 6 (m= 2, n= 6) va boshqalar. Ushbu raqamli belgilar koeffitsientni tashkil qiladi (m + n/4)

Misol 5. 1 kg yoqilg'ining yonishi uchun zarur bo'lgan havoning nazariy miqdorini aniqlang. keyingi tarkib: C p =52,1%; H p =3,8%;

S R 4 = 2,9%; N R=1,1%; O R= 9,1%

Ushbu miqdorlarni (27) formulaga almashtirib, biz hosil bo'lamiz V° B=

0,0889 (52,1 + 0,375 2,9) + 0,265 3,8 - - 0,0333 9,1 = 5,03 m3/kg.

6-misol. Quyidagi tarkibdagi 1 m3 quruq gazni yoqish uchun zarur bo'lgan havoning nazariy miqdorini aniqlang:

CH 4 = 76,7%; C 2 H 6 =4,5%; C 3 H 8 = 1,7%; C 4 H 10 = 0,8%; C5H12 = 0,6%; H 2 = 1%; C0 2 =0,2%; TO, = 14,5%.

O'rnini bosish raqamli qiymatlar formulaga (29), biz olamiz

Tutun gazining nazariy hajmi. Yoqilg'i to'liq yonishi bilan pechdan chiqadigan chiqindi gazlar tarkibiga quyidagilar kiradi: karbonat angidrid CO 2, H 2 O bug'lari (yoqilg'i vodorodining yonishi paytida hosil bo'lgan), oltingugurt dioksidi SO 2, azot N 2 - atmosfera bilan o'choqqa kiradigan neytral gaz. kislorod, H 2 yonilg'i tarkibidagi azot, shuningdek, ortiqcha havo O 2 dan kislorod. Yoqilg'i to'liq yondirilmaganda, bu elementlarga karbon monoksit CO, vodorod H2 va metan CH4 qo'shiladi. Hisoblash qulayligi uchun yonish mahsulotlari quruq gazlar va suv bug'lariga bo'linadi.

Gazsimon yonish mahsulotlari CO 2 va SO 2 uch atomli gazlardan iborat bo'lib, ularning yig'indisi odatda RO 2 belgisi bilan belgilanadi va diatomik gazlar - kislorod O 2 va azot N 2.

Keyin tenglik quyidagicha ko'rinadi:

to'liq yonish bilan

R0 2 + 0 2 + N 2 = 100%, (31)

to'liq bo'lmagan yonish bilan

R0 2 + 0 2 + N 2 + CO = 100%;

Quruq triatomik gazlarning hajmi CO 2 va SO 2 gazlarining massalarini normal sharoitda ularning zichligiga bo'lish yo'li bilan topiladi.

Pso 2 = 1,94 va Pso 2 = 2,86 kg / m3 - normal sharoitda karbonat angidrid va oltingugurt dioksidining zichligi.

Tabiiy gaz bugungi kunda eng keng tarqalgan yoqilg'i hisoblanadi. Tabiiy gaz tabiiy gaz deb ataladi, chunki u Yerning eng chuqur qismidan olinadi.

Gazni yoqish jarayoni kimyoviy reaksiya, qaysi vaqtda o'zaro ta'sir sodir bo'ladi tabiiy gaz havodagi kislorod bilan.

Gazsimon yoqilg'ida yonuvchan qism va yonmaydigan qism mavjud.

Tabiiy gazning asosiy yonuvchan komponenti metan - CH4. Uning tabiiy gazdagi miqdori 98% ga etadi. Metan hidsiz, ta'msiz va toksik emas. Uning yonuvchanlik chegarasi 5 dan 15% gacha. Aynan shu fazilatlar tabiiy gazdan yoqilg'ining asosiy turlaridan biri sifatida foydalanish imkonini berdi. 10% dan ortiq metan kontsentratsiyasi hayot uchun xavflidir, kislorod etishmasligi tufayli bo'g'ilish mumkin;

Gazning sizib chiqishini aniqlash uchun gaz hidlanadi, boshqacha aytganda, kuchli hidli modda (etil merkaptan) qo'shiladi. Bunday holda, gazni allaqachon 1% konsentratsiyada aniqlash mumkin.

Metandan tashqari tabiiy gazda yonuvchi gazlar - propan, butan va etan bo'lishi mumkin.

Gazning yuqori sifatli yonishini ta'minlash uchun yonish zonasiga etarli miqdorda havo etkazib berish va gazni havo bilan yaxshi aralashtirishni ta'minlash kerak. Optimal nisbat 1: 10. Ya'ni gazning bir qismi uchun havoning o'n qismi mavjud. Bundan tashqari, kerakli narsalarni yaratish kerak harorat rejimi. Gazni yoqish uchun uni yoqish haroratiga qadar qizdirish kerak va kelajakda harorat ateşleme haroratidan pastga tushmasligi kerak.

Yonish mahsulotlarini atmosferaga olib tashlashni tashkil qilish kerak.

Atmosferaga chiqadigan yonish mahsulotlarida yonuvchan moddalar bo'lmasa, to'liq yonish amalga oshiriladi. Bunday holda, uglerod va vodorod birgalikda birlashadi va karbonat angidrid va suv bug'ini hosil qiladi.

Vizual ravishda, to'liq yonish bilan, olov ochiq ko'k yoki mavimsi-binafsha rangga ega.

Gazning to'liq yonishi.

metan + kislorod = karbonat angidrid + suv

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Bu gazlardan tashqari azot va qolgan kislorod ham yonuvchi gazlar bilan birga atmosferaga chiqariladi. N2+O2

Agar gazning yonishi to'liq sodir bo'lmasa, yonuvchan moddalar atmosferaga chiqariladi - uglerod oksidi, vodorod, kuyikish.

Havoning etishmasligi tufayli gazning to'liq yonmasligi sodir bo'ladi. Shu bilan birga, olovda kuyik tillari vizual ravishda paydo bo'ladi.

Gazning to'liq yonish xavfi shundaki, uglerod oksidi qozonxona xodimlarining zaharlanishiga olib kelishi mumkin. Havodagi CO ning 0,01-0,02% miqdori engil zaharlanishga olib kelishi mumkin. Yuqori konsentratsiyalar og'ir zaharlanish va o'limga olib kelishi mumkin.

Olingan kuyikish qozonning devorlariga joylashadi va shu bilan issiqlikni sovutish suviga o'tkazishni buzadi va qozonxonaning samaradorligini pasaytiradi. Soot issiqlikni metandan 200 marta yomonroq o'tkazadi.

Nazariy jihatdan, 1m3 gazni yoqish uchun 9m3 havo kerak bo'ladi. Haqiqiy sharoitda ko'proq havo talab qilinadi.

Ya'ni, ortiqcha havo miqdori kerak. Alfa deb belgilangan bu qiymat nazariy jihatdan zarur bo'lganidan necha marta ko'proq havo iste'mol qilinishini ko'rsatadi.

Alfa koeffitsienti o'ziga xos yondirgichning turiga bog'liq va odatda burner pasportida yoki amalga oshirilayotgan ishga tushirish ishlarini tashkil etish bo'yicha tavsiyalarga muvofiq belgilanadi.

Haddan tashqari havo miqdori tavsiya etilgan darajadan oshib ketganda, issiqlik yo'qotilishi ortadi. Da sezilarli o'sish havo miqdori bo'lsa, olov uzilib, favqulodda vaziyat yuzaga kelishi mumkin. Agar havo miqdori tavsiya etilganidan kamroq bo'lsa, yonish to'liq bo'lmaydi va shu bilan qozonxona xodimlari uchun zaharlanish xavfi tug'iladi.

Yoqilg'i yonish sifatini aniqroq nazorat qilish uchun chiqindi gazlar tarkibidagi ayrim moddalarning tarkibini o'lchaydigan qurilmalar - gaz analizatorlari mavjud.

Gaz analizatorlari qozonlar bilan to'liq ta'minlanishi mumkin. Agar ular mavjud bo'lmasa, tegishli o'lchovlar ko'chma gaz analizatorlari yordamida ishga tushirish tashkiloti tomonidan amalga oshiriladi. Rejim xaritasi tuziladi, unda kerakli nazorat parametrlari belgilanadi. Ularga rioya qilish orqali siz yoqilg'ining normal to'liq yonishini ta'minlashingiz mumkin.

Yoqilg'i yonishini tartibga solishning asosiy parametrlari:

  • burnerlarga beriladigan gaz va havo nisbati.
  • ortiqcha havo koeffitsienti.
  • pechda vakuum.
  • Qozonning samaradorlik koeffitsienti.

Bunday holda, qozonning samaradorligi foydali issiqlikning sarflangan umumiy issiqlik miqdoriga nisbatini bildiradi.

Havo tarkibi

Gaz nomi Kimyoviy element Havodagi tarkib
Azot N2 78 %
Kislorod O2 21 %
Argon Ar 1 %
Karbonat angidrid CO2 0.03 %
Geliy U 0,001% dan kam
Vodorod H2 0,001% dan kam
Neon Yo'q 0,001% dan kam
Metan CH4 0,001% dan kam
Kripton Kr 0,001% dan kam
Ksenon Xe 0,001% dan kam


 

O'qish foydali bo'lishi mumkin: