Diplom (Разработка воздухоохранных мероприятий для снижения вредных выбросов котлов ТПГЕ - 215 Комсомольской ТЭЦ-3), страница 3

2020-10-04СтудИзба

Описание файла

Файл "Diplom" внутри архива находится в следующих папках: Разработка воздухоохранных мероприятий для снижения вредных выбросов котлов ТПГЕ - 215 Комсомольской ТЭЦ-3, Кузьменко Н.П, Кузьменко Н.П. Документ из архива "Разработка воздухоохранных мероприятий для снижения вредных выбросов котлов ТПГЕ - 215 Комсомольской ТЭЦ-3", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "дипломы и вкр" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве ДВГУПС. Не смотря на прямую связь этого архива с ДВГУПС, его также можно найти и в других разделах. .

Онлайн просмотр документа "Diplom"

Текст 3 страницы из документа "Diplom"





















2. Горение газообразного топлива и механизмы образования вредных веществ



2.1 Реакция горения газов с кислородом и воздухом



2.1.1 Реакция горения газов с кислородом

Горением называется быстрая химическая реакция соединения горючих компонентов с кислородом, сопровождающаяся интенсивным выделением тепла и резким повышением температуры.

Реакции горения описываются стехиометрическими уравнениями,

характеризующими качественно и количественно вступающие в реакцию

и образующиеся в результате нее вещества.

Реакция горения любого углеводорода может быть выражена следующим общим уравнением [8]:

, (2.1)

где т – число углеродных атомов в молекуле углеводорода;

п – число водородных атомов в той же молекуле;

Q – тепловой эффект реакции.

В результате горения любого углеводорода с кислородом, согласно уравнению (2.1), образуется углекислый газ, вода и кислород.

Так, как используемый природный газ на Комсомольской ТЭЦ-3 состоит примерно на 92% из метана, ниже приведена реакция горения метана с кислородом [8]:

,

Далее, в табличке 2.1 представлены химические реакции горения газов углеводородов с кислородом, которые составляют около 8% от общего состава Сахалинского природного газа, используемого на ТЭЦ-3.





Таблица 2.1

Реакции горения газов с кислородом, входящих в состав Сахалинского природного газа.

Наименование газа

Формула реакции

Этан

Пропан

Бутан

Пентан

Гексан



Так как вещества реагируют между собой в стехиометрических соотношениях, то о скорости реакций можно судить по уменьшению в единице объема в секунду исходных веществ (или одного из них) или по увеличению количества вновь образующихся веществ.

Схемой стадийного горения метана представляет собой набор следующих реакций [8:]

В действительности этот процесс более сложен и сопровождается одновременным протеканием реакций термического разложения углеводородов.







2.1.2 Реакция горения газов с кислородом

Кислород на большую часть, а именно на 78 %, состоит из азота. На 21 % состоит из кислорода, и в оставшиеся 1% входят такие химические вещества как: аргон, гелий, неон, криптон. В практике для сжигания топлива кислород подают с воздухом.

Реакция горения любого углеводорода с воздухом представлена уравнением [8]:

(2.2)

Из этого уравнения следует, что для сжигания 1 нормального углеводорода необходимо кислорода или воздуха.

В таблице 2.2 приведены химические реакции горения углеводородов, входящих в состав природного газа, используемого на ТЭЦ-3.

Таблица 2.2

Реакции горения газов с воздухом, входящих в состав Сахалинского природного газа.[8]

Наименование газа

Формула реакции

Метан

Этан

Пропан

Бутан

Пентан

Гексан



Потребности в кислороде и воздухе при горении различных газов, подсчитанные по приведенным реакциям горения, представлены в таблице 2.3.







Таблица 2.3

Теоретическая потребность в сухом кислороде и воздухе

Наименование
газа

Количество
на 1 н газа,

Воздух

Кислород

Метан

2,0

9,52

Этан

3,5

16,66

Пропан

5,0

23,8

Бутан

6,5

30,94

Пентан

8,0

38,08

Этилен

3,0

14,28

Пропилен

4,5

21,42

Бутилен

6,0

28,56

Пентилен

7,5

35,7

Ацетилен

2,5

11,9



2.2 Теплота сгорания газа и её расчет



Тепловым эффектом реакции горения, или теплотой сгорания газа, называется количество тепла, выраженное в килокалориях (или килоджоулях), которое выделяется при полном сгорании 1 кмоля, 1 кг или 1 н газа. В теплотехнических расчетах теплоту сгорания обычно относят к 1 н газа.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания соответствует условиям, при которых водяные пары, образующиеся при реакциях горения, доводятся за счет охлаждения до жидкого состояния. Низшая теплота сгорания описывает более реальные условия сжигания газа. При низшей теплоте сгорании газа водяные пары практически не конденсируются, а удаляются через трубу во внешнюю атмосферу.

Для расчетов высшей и низшей теплоты сгорания сложных газов, которым является Сахалинский природный газ, определяется по химическому составу газа и теплоте сгорания элементов, ккал/ н [8]:

(2.3)

где , , – содержание элементов в газе, %;

, ,… – высшая или низшая теплота сгорания 1 н сухих
компонентов при t = 0 °С и Р = 760 мм рт. ст.

Таблица 2.4

Высшая и низшая теплота сгорания компонентов сухого Сахалинского природного газа при 0 °С и 101,325 кПа

Название компонента

Формула

Теплота сгорания

Высшая

Низшая

МДж/

ккал/

МДж/

ккал/

Метан

39,82

9510

35,88

8570

Этан

70,31

16790

64,36

15370

Пропан

101,21

24170

93,18

22260

н-Бутан

н-

133,8

31960

123,57

29510

Пентан

169,27

40430

156,63

37410

Гексан

187,4

44760

173,17

41360



Пользуясь данными таблицы 2.4 мы можем рассчитать высшую и низшую теплоту сгорания 1 н сухого природного газа, используемый на Комсомольской ТЭЦ-3:

92,135 95,1 + 4,254 167,9 + 2,043 241,7 + 0,488 319,6 + 0,069 404,3 + 0,027 447,6=10166,025 ккал/ н

92,135 85,7 + 4,254 153,7 + 2,043 222,6 + 0,488 295,1 + 0,069 374,1 + 0,027 413,6=9185,57 ккал/ н





2.3 Анализ механизмов образования вредных веществ при горении топлива



2.3.1 Механизмы образования оксидов азота при горении природного газа

Азот является составной частью рабочей массы топлива. Содержание азота в топливе относительно не велико: не более 2% в ископаемом угле, не более 0,5 % в антраците, до 1% в торфе и горючем сланце, до 1-1,5 % в топочном мазуте и природном газе. Сахалинский газ содержит 0,137 % азота.

Большая часть оксидов азота поступает в атмосферу в результате природных процессов. А оксиды азота антропогенного происхождения составляет 10 % от общей массы выбросов оксида азота. И ТЭЦ является одним из основных источников выбросов антропогенного происхождения.

Среди различных оксидов азота практическое значение в экологическом аспекте имеют только монооксид и диоксид азота, сумму которых принято обозначать как . Монооксид азота- это прозрачны газ,малоактивный, плохо растворимый в воде газ.. Монооксид азота менее токсичен, чем . Однако в шлейфе дымовых газов из труб ТЭС происходит доокисление , степень которого зависит от большого количества факторов ( метеусловия, химический состав атмосферы, время суток и т.д), и находится в пределах 60-80% [10].

В отличие от диоксид более активный в химическом отношении газ красно-бурого цвета с удушливым и резким раздражающим запахом. Он хорошо растворим в воде. Диоксид азота оказывает отрицательное влияние на организм человека и прежде всего на дыхательную систему.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственных помещений – 5 мг/м3 (в пересчете на ). Для атмосферного воздуха населенных мест максимально допустимая разовая и среднесуточная концентрация принята равной 0,085 мг/м3.

В настоящее время изучены три принципиально разных источника оксидов азота [10]:

1) образование термических из молекулярного азота воздуха при температуре выше 1300 С (механизм Зельдовича);

2) образование из азота, содержащегося в топливе ( топливные );

3) образование путём реакции молекулярного азота воздуха с углеводородными радикалами («быстрые» ).

Термические оксиды возникают при высоких температурах и достаточном времени пребывания продуктов сгорания в зоне горения из молекулярного азота воздуха, подаваемого в топку котла. Поэтому их концентрации мало зависят от вида топлива. В продуктах сгорания природного газа оксиды азота представлены, как правило, только одним NO, который реагирует с кислородом воздуха, превращаясь в .

Итоговая реакция свободного кислорода с азотом проходит с поглощением тепла [9],

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее