Составители:
Рубрика:
Расчет газовых выбросов при сжигании твердого и жидкого топлива
Твердое, жидкое и газообразное топливо используются в промышленности,
тепловой энергетике и автотранспорте. Образующиеся при их сжигании загрязня-
ющие вещества составляют около 30 % от общего количества антропогенных выб-
росов газов в атмосферу.
В табл. 4 приведен элементный состав основных видов твердого и жидкого
органического топлива.
Таблица 4
Состав основных видов органического топлива
Состав горючей массы, %
Вид топлива
С Н О N S
Древесина 51 6 42,5 0,5 –
Торф 58 6 33,0 2,5 0,5
Бурый уголь 71 7 20,4 1,0 0,6
Антрацит 90 4 3,2 1,5 1,3
Сланцы 70 8 16,0 1,0 5,0
Мазут 88 10 0,5 0,5 1,0
При сжигании приведенных видов топлива образуются оксиды углерода,
азота, серы и пары воды.
Диоксид углерода СО
2
– углекислый газ, в небольшой концентрации
(0,03 %) постоянно находится в воздухе, обладает наркотическим действием, раз-
дражает кожу и слизистые оболочки. Диоксид углерода образуется
в значительных количествах при сжигании всех видов топлива. За 100 последних
лет содержание СО
2
в атмосфере увеличилось на 25 %. Ежегодное возрастание
концентрации СО
2
может привести к парниковому эффекту, т. е. к повышению
средней температуры Земли, массовому таянию ледников, подъему уровня Миро-
вого океана и затоплению огромных территорий.
Оксид углерода СО, или угарный газ, образуется при неполном сгорании
топлива. В атмосфере СО окисляется до СО
2
. Для человека и животных угарный
газ является смертельным ядом, так как лишает ткани тела необходимого кисло-
рода, резко снижая содержание оксигемоглобина. Выбросы СО на 80 % связаны
с работой автотранспорта при применении механизмов с двигателями внутренне-
го сгорания, работающими на бензине и дизельном топливе, поэтому в данном
расчете не учитываются.
Среди оксидов азота наиболее распространенными загрязнителями атмос-
ферного воздуха являются NO и NO
2
(их сумма обозначается NО
х
).
Оксид азота NО – бесцветный газ, который кислородом воздуха окисляет-
ся до NО
2
. Однако в результате фотолиза NО
2
может вновь разлагаться с образова-
нием NО. Их соотношение зависит от интенсивности солнечного излучения, кон-
центрации окислителей и других факторов. Реагируя с атмосферной влагой, окси-
ды азота образуют азотистую и азотную кислоты. Антропогенные выбросы окси-
дов азота поступают в атмосферу с дымовыми газами ТЭЦ, металлургических
предприятий, с газами заводов, производящих азотные минеральные удобрения,
при работе автотранспорта и т д. При этом абсолютные количества NО и NО
2
и их
соотношения резко зависят от режима горения и температуры пламени. По лите-
ратурным данным, в продуктах сгорания значительно больше NO, чем NO
2
. Так
как атмосфера представляет собой среду, обладающую окислительными свойства-
ми, то NО в течение нескольких часов окисляется до NO
2
.
Оксид серы SО
2
(сернистый газ) – негорючий бесцветный газ, попадает
в атмосферу, в основном, с дымовыми газами тепловых установок. Количество
выделившегося оксида серы зависит от содержания серы в сжигаемом топливе.
Так, например, в углях Урала содержится 6 % серы, Донбасса – до 3,5 %, а Кузбас-
са – 0,5…1 %. SО
2
хорошо растворяется в воде с образованием сернистой кисло-
ты. При фотохимических и каталитических процессах в атмосфере SО
2
превра-
щается в SО
3
, который во влажном воздухе образует серную кислоту.
Оксиды серы являются типичными представителями кислотообразующих
веществ, оказывают наибольшее влияние на кислотность среды и являются ос-
новной причиной кислотных дождей.
Пары воды Н
2
О образуются в результате окисления водорода. Водяной пар
вместе с СО
2
обладает парниковым эффектом.
Для расчетов материальных потоков веществ при сжигании топлива исполь-
зуются реакции горения его основных компонентов.
Реакция горения C + О
2
® СО
2
,
стехиометрические соотношения 12 + 32 = 44,
1 + 2,67 = 3,67.
Реакция горения N
2
+ O
2
® 2NO,
стехиометрические соотношения 28 + 32 = 60,
1 + 1,14 = 2,14.
Реакция горения S + O
2
® SO
2
,
стехиометрические соотношения 32 + 32 = 64
1 + 1 = 2.
Реакция горения 2Н
2
+ О
2
® 2Н
2
О,
стехиометрические соотношения 4 + 32 = 36,
1 + 8 = 9.
Стехиометрические соотношения справедливы при любых единицах изме-
рения. Они показывают, что при сжатии 1 грамма, килограмма или тонны углеро-
да расходуется 2,67 грамма, килограмма или тонны кислорода и выделяется
56
57
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- …
- следующая ›
- последняя »
