Промышленные устройства, потребляющие минеральное топливо: уголь, нефть, газ, а также продукты их переработки - мазут, солярное масло, бензин, керосин и прочие загрязняют атмосферу газообразными продуктами горения. Наибольшую опасность для окружающей среды представляют оксиды азота, серы, углерода. В таблице 2.6 даны принятые в России нормы их максимальной среднесуточной концентрации в воздухе. Для представления реального положения в табл. 2.7 приведены наблюдаемые концентрации наиболее токсичных из перечисленных оксидов, а именно оксидов азота в воздухе четырех городов стран СНГ.

Таблица 2.6. Действующие в России стандарты на выбросы, мг/м

Таблица 2.7 Концентрация оксидов азота в воздухе городов в 1989 г., мг/м

Оксиды азота

Состав оксидов азота в дымовых газах весьма сложный и может изменяться во времени. Обычно под NOx понимают смесь оксидов азота: NO, NO2, (N2O4), N2O3, N2O.

Монооксид азота (NO) может взаимодействовать с диоксидом азота (NO2) с образованием оксида азота (III) -N2О3. При 25°С и обычном давлении N2O3 в равновесной системе N2O3 ↔ NO + NO2 составляет лишь 10,5%, а при 100°С - 1,2%. Диоксид азота присутствует также и в димерной форме (N2O4), равновесие N2O4 ↔ 2NO2 зависит от температуры, ниже 0°С существует почти исключительно N2O4, а при 25°С степень диссоциации N2O4 достигает приблизительно 20%. Ввиду скоротечности реакций образования оксидов азота и их взаимодействия друг с другом и компонентами воздуха учесть точное количество конкретного оксида невозможно. Поэтому обычно суммарное количество NOx приводят в пересчете на NO2. При этом следует иметь в виду, что на долю монооксида азота приходится 90% от всех, содержащихся в дымовых газах оксидов азота.

Оксиды азота в топках промышленных котлов образуются из азота воздуха и азота, связанного в топливе На сегодня имеются представления о трех механизмах образования NOx при сжигании топлива.

Так называемые «термические» оксиды азота образуются в результате взаимодействия азота воздуха с атомарным кислородом. В основу теории их образования, известной еще с 40-х гг., были заложены экспериментальные результаты, в соответствии с которыми концентрации образовавшихся оксидов азота (СNО) с концентрациями азота (СN2) и кислорода (СО2) в продуктах сгорания связаны следующим образом:

CNO / CN2 CO2 = const

при

Т

° = const

Поскольку данное отношение определяется полной энергией смеси, то ее подогрев эквивалентен увеличению содержания горючего. В результате был установлен новый механизм образования оксидов, называемых «быстрыми», связанный с процессом горения.

В соответствии с новым пониманием природы образования NOx предполагают, что «Эмиссия оксидов азота в камере сгорания является суммой быстрых и термических NO составляет 25-37% при Тr = 2450 - 2394К».

Значительная часть оксидов азота может образовываться из связанного в топливе азота в присутствии избыточного кислорода. Их называют «топливными» оксидами. При низкотемпературном сжигании твердого топлива основную долю от образовавшихся NOx составляют «топливные» оксиды.

Основываясь на мнении большинства специалистов, занимающихся изучением образования NOx в процессе горения топлива, можно выделить следующее:

Еще статьи по теме

Основные экологические проблемы Алтайского края
Величественная тайга и ослепительные снежные вершины, быстрые речки и чистейшие озера не оставят равнодушным даже самого черствого человека. Не удивительно, что Алтайский заповедник (в том числе и уникальное Телецкое озеро) и несколько бли ...

Экономика природопользования
На рубеже II и III тысячелетий н. э. в мышлении человека и его практической деятельности происходит смена парадигмы. Экономические приоритеты, господствовавшие всю историю развития цивилизации вплоть до середины XX века, постепенно заменяю ...