антиплагиат (1194759), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Поэтому в топках с низкими тепловыми напряжениями иболее низкими температурами, в отличие от высокофорсированных топок, процесс выгорания углерода идет значительно слабее. Затрудняют процесс выгорания также относительнохолодные стенки экранов топки и большие избытки воздуха, понижающие температуру дымовых газов. Появление механической неполноты сгорания предшествует появлениюхимической, поскольку выгорание СО и Н2 может идти при более низких температурах.Для каждой в отдельности топки существуют оптимальные теплонапряжения топочного объема и коэффициенты избытка воздуха αт, при которых механическая неполнота сгоранияминимальна.
При увеличении этих параметров сверх оптимальных наблюдается ее увеличение. Так, при форсировании топки более 1 МВт наблюдалось резкое увеличение концентрациитвердых частиц в дымовых газах, а снижение концентрации твердых частиц наблюдалось с увеличением αт до 1,15. Существенное снижение концентрации твердых частиц достигаетсяподдержанием постоянной вязкости и оптимального значения αт. 3 Взгонка капель топлива с газификацией и частичным сгоранием газовой фазы и полным сгоранием углеродадолжны происходить в ядре факела, а дожигание СО и Н2 – в остальной части топки.
При температуре сажистых отложений около 500 °С они тлеют и не накапливаются на 3 поверхностинагрева, при более низкой температуре отложения увеличиваются и необходима их обдувка или удаление дробеочисткой. Крупнодисперсные отложения рыхлые и легко сдуваются,мелкодисперсные трудно удаляются из-за сил поверхностного натяжения. Механическая неполнота сгорания q в котлах обычно 1 превышает 0,1-0,2 % и из-за малости и трудоемкостиопределения в балансе котлоагрегата не учитывается.При снижении избытков воздуха ниже критических сажа может накапливаться на поверхностях нагрева в достаточном количестве и затем, с увеличением αт значительно вышекритических, самовозгораться. Потемнение дыма наблюдается при коэффициенте 3 воздуха на 5-15 % ниже оптимального.
Цвет дыма не характеризует механическую неполнотусгорания: все зависит от содержания углерода в топливе. Оксид углерода относится к продуктам незавершенного горения и обнаруживается при отсутствии окислителя или его недостаткав высокотемпературной зоне. При неблагоприятных условиях (недостатке кислорода воздуха) наблюдается резкое увеличение оксида углерода.Химическая неполнота сгорания характеризуется наличием в дымовых газах горючих компонентов: Н2, СО, СН4 и других углеводородов. Причиной их образования является недостатоквоздуха, необходимого для полного сгорания топлива, или неудовлетворительная организация процесса сжигания.Процесс образования углеводородов и сажистых частиц в топках котлов тесно связан непосредственно с конструкцией топочно-горелочных устройств, видом и режимом горениятоплива. При этом различают три основных метода сжигания топлива: диффузионный (топливо и воздух предварительно не смешиваются и подаются в топку раздельными потоками),кинетический (топливо предварительно перемешивают с необходимым для сгорания количеством воздуха) и диффузионно-кинетический принцип горения.
При диффузионном горениипротекают как реакции полного окисления, так и термического разложения углеводородов, приводящие к появлению в пламени сажистых частиц. Раскаляясь в пламени, эти частицыпридают ему ярко-желтую окраску. В 2 процессе горения углеводородных топлив при высоких температурах углеводороды разлагаются и образуют формальдегид и ацетилен, которыепретерпевают процесс удлинения цепи и в результате реакций циклизации и 26 дегридратации могут превратиться в сильнодействующий бенз(а)пирен С20Н12. В условиях недостаткаокислителя часть этих канцерогенных углеводородов не сгорает и уходит с дымовыми газами (вместе с сажистыми частицами); концентрация углеводородов в продуктах сгорания зависитот конструкции топочно-горелочных устройств и режима горения.Так, при кинетическом методе сжигания топлива следует ожидать минимального содержания канцерогенов или даже их полного отсутствия в дымовых газах.2.1.3 Теоретические основы образования оксидов серыПроцесс окисления сернистых соединений подробно изучен Н.Н.
Семеновым, который предложил следующий цепной механизм:H2S+O2HS+ 3 HO2 ( зарождение цепей); (2.9)HS+ O2SO+OH (цепь); (2.10) 3OH+ H2S HS+ O2H; (2.11)SO+ O2SO3+O (разветвление цепей); (2.12)O+ H2S HS+ 3 OH. (2.13)При окислении серы вслед за (2.12) протекает реакция:SO2+O2 1 SO3+O. (2.14)При сгорании мазута сера, содержащаяся в нем, переходит в SO2 и в незначительных количествах в SO3 (до 2 %). При этом происходит переход около 99 % всей серы, содержащейся вмазуте, в SO2.Из механизма, предложенного акад.
Н.Н. Семеновым, следует, что механизм окисления сернистых соединений мазута во многом зависит от концентраций ОН, О и О2. При этом окислениесеры происходит за счет избытка молекулярного кислорода. С увеличением ОН, О и О2 следует ожидать и ускорения процесса окисления и H2S. При взаимодействии с атомарнымводородом H2S дает радикалы HS и ОН, а их взаимодействие приводит к образованию SO.H2 3 SSr SO2 (2.15)H2SHSSO SO2 (2.16)H2SHSS SO2 (2.17)Два первых направления могут преобладать при избытке молекулярного кислорода.
При избыточном содержании ОН и Н, по всей видимости, будет превалировать третье направление.Из (2.15) следует, что основная часть сернистых соединений превращается в SO2. Между тем и SO, и SO2 не являясь коррозионно-активными агентами в условиях котельных агрегатов,могут участвовать в получении наиболее агрессивного компонента – SO3.В зависимости от температуры горения и концентрации кислорода часть образующегося 3 SO2 может превратиться в серный ангидрид 3 SO3. Переход SO2 и SO3 осуществляется пореакциям:гомогенного окисления диоксида серы в дымовых газах молекулярным кислородом2 3 SO2+O22SO3 (2.18)гомогенного окисления диоксида серы атомарным кислородом 3SO2+O2SO3 (2.19)ktгетерогенного каталитического окисления диоксида серы 3SO2+0,5O2SO3 (2.20)Последняя реакция (2.20) может протекать только под воздействием катализатора, в роли которого чаще всего выступают окисленные поверхности нагрева котлов.
В 3 составе оксидовсеры, образующихся в пламени, лишь около 1-5 % 3 SO3, и скорость его образования при отсутствии катализатора незначительна. При характерных для пламени температурах болеевероятным является образование диоксида серы 3 SO2 (примерно 95-99 %).2.2 Обоснование разработки устройств для снижения выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.В последнее время одним из эффективных технических направлений сокращения вредных выбросов в атмосферу является разработка и внедрение малоотходных технологийиспользования жидкого топлива в котельных.
Наметившаяся в настоящее время тенденция использования высоковязких тяжелых жидких топлив и повышающиеся экологическиетребования к условиям их сжигания требуют разработки новых технологических элементов во всей цепи, связанной с подготовкой и сжиганием таких топлив, что влечет за собойдополнительные капитальные вложения в реконструкцию топливных хозяйств. Однако успехи, достигнутые в области сжигания обводненных жидких топлив, дают основание решитьпредстоящие задачи более простым и дешевым путем - эмульгированием смеси воды и топлива и сжиганием ее в виде водомазутной эмульсии. 1Теоретические и экспериментальные исследования эффективности сжигания водомазутных эмульсий показали перспективность эмульгирования жидких топлив как метода повышенияих качества и обеспечения требований, предъявляемых к ним потребителями и защитой окружающей среды.Определенная универсальность сжигания водомазутных эмульсий заключается в возможности подавления синтеза токсичных и вредных веществ в продуктах сгорания, утилизациигорючих отходов, а также прямого повышения экологической эффективности за счет повышения эффективности работы топливосжигающих агрегатов 1 при снижении избытковвоздуха и других положительных эффектов.Дальнейшие исследования и внедрение в практику сжигания водомазутных эмульсий совместно с другими методами защиты окружающей среды при сжигании жидких топлив позволитрешить достаточно широкий круг проблем, стоящих в настоящее время перед 3 промышленными предприятиями 1 железнодорожного транспорта.Известно, что уровень образования токсичных продуктов горения при сжигании углеводородного жидкого топлива зависит от типа топливосжигающих устройств, а также от конструкцииустановок подготовки топлива к сжиганию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
