Азота окислы — Образование в продуктах сгорания

Образование окиси азота N0 определяется максимальной температурой цикла, концентрациями азота и кислорода в продуктах сгорания и не зависит от природы топлива. При максимальной температуре цикла в камере сгорания дизеля и бензинового двигателя порядка 1800... 2800 К из окислов азота образуется только N0. Под воздействием кислорода в составе отработавших газов в системе выпуска двигателя и далее в атмосфере N0 окисляется в N0. . Этот процесс в атмосфере протекает крайне медленно, за сутки до 50 1( по объему. [c.12]

Вредный характер оксидов азота проявляется в том, что от них необыкновенно трудно избавиться. Правда, до 60-х гг. нашего века их старались не замечать. Но с ростом энергетических ресурсов планеты простое игнорирование присутствия в дымовых газах оксидов азота, выбросы которых лишь топками электростанций мощностью 1000 МВт, работающих на природном газе, мазуте и угле, составляют около 55 млн кг в год, сродни умозаключению лисы из басни Эзопа Лиса и виноград (коль недоступен, значит, зеленый). Оксиды азота содержатся в продуктах сгорания всех видов топлива. Хотя механизм их образования до конца пока не ясен, различают тепловые и топливные оксиды. Источником первых является атмосферный воздух — необходимый атрибут процесса горения. Молекулярный азот воздуха инертен, но при температурах выше 1300 °С и он окисляется. Правда, казалось бы, такая его особенность дает оружие против него не допускать высоких температур. К этому по возможности и стремятся. Но оксиды азота топливного происхождения образуются и при сравнительно низких температурах. Для борьбы с ними необходима новая технология самого процесса сжигания. [c.57]

Предварительная термическая подготовка топлив в технологической части позволяет существенным образом воздействовать на образование и уменьшение выхода окислов азота. Это достигается, во-первых, за счет того, что в топку парогенератора направляется очищенный горючий газ, полученный из исходного топлива. Выполненные экспериментальные измерения показывают, что сжигание высокотемпературных продуктов газификации снижает концентрацию окислов азота в продуктах сгорания парогенератора в 1,5—2 раза по сравнению с прямым сжиганием жидкого топлива. Вторым важным фактором является возможность изменения температурного уровня в топке за счет предварительного охлаждения получаемых продуктов в системе очистки или за счет сброса дымовых газов технологической части в зону горения энергетического парогенератора (см. рис. 1-7—1-9). [c.82]

Известны два основных метода снижения концентрации окислов азота — рециркуляция отработавших газов (РОГ) (рис. 1.99) и рециркуляция продуктов сгорания (РПС) (рис. 1.100). Эти методы не единственные, и в работе [63] дается обзор существующих методов. Знание механизма образования окислов азота могло бы оказать неоценимую помощь при выборе наиболее эффективного метода снижения их концентрации в продуктах сгорания. Однако в настоящее время еще нет полного понимания кинетики горения, хотя в работах [90, 91 предлагаются методы расчета массовой скорости образования продуктов окисления в процессе горения. Тем не менее очевидно, что образование продуктов окисления и массовая скорость такого образования экспоненциально зависят от температуры, преобладающей в зоне горения. Таким образом, попытки понизить уровень содержания окислов на практике сводятся к понижению уровня температуры. Учет расходов воздуха и топлива. [c.178]

Интенсификация процессов тепло- и массообмена в цилиндре газового двигателя приводит к росту температур рабочего тела в процессе сгорания, что, в свою очередь, может способствовать увеличению концентрации окислов азота в продуктах сгорания. Сдерживающим фактором здесь является сокращение продолжительности времени (по углу поворота коленчатого вала), в течение которого в окислительных реакциях возможно образование N0 . Поэтому турбулизация заряда может привести как к увеличению, так и к уменьшению эмиссии N0 . [c.41]

Выше было указано, что карбюраторные двигатели часто работают при а 1, т. е. при неполном сгорании топлива с образованием значительного количества окиси углерода, относящейся к числу сильно токсичных газов. Кроме того, в продуктах сгорания как карбюраторных двигателей, так и дизелей и при а > 1 содержатся хотя и в относительно небольших количествах другие токсичные вещества окислы азота, альдегиды, углеводороды (в том числе канцерогенные), соединения свинца (при использо-зовании этилированных бензинов) и т. п. [c.42]

Стандартная теплота образования — это изменение энтальпии при образовании соединения при 25 °С и 1 ат.м из его элементов в свободном виде в их естественном состоянии при 25 °С и 1 атм. Стандартная теплота сгорания — это изменение энтальпии при реакции данного вещества с элементарным кислородом, взятыми каждый при 25 °С и 1 атм при условии образования определенных продуктов при тех же температуре и давлении. Продукты сгорания определяются элементами, составляющими исходное соединение. Углерод окисляется до двуокиси углерода, водород — до воды (жидкой), азот не окисляется, но образует газообразный азот, и сера обычно окисляется до двуокиси серы. [c.62]

Снижение выбросов продуктов неполного сгорания при одновременном повышении максимальной температуры цикла сопровождается ростом выбросов окислов азота. Учитывая весомость NOx в балансе токсичных выбросов, необходимо в некоторых случаях пойти на заведомое ухудшение процесса сгорания с целью снижения максимальных температур цикла, определяющих образование окислов азота. Для этого применяют рециркуляцию — перепуск во впускную систему части ОГ, которые попадают в камеру сгорания как инертный заряд, обладающий высокой теплоемкостью (в 1,5 раза выше, чем воздуха). При этом часть теплоты сгорания топлива дополнительно затрачивается на нагрев инертной массы, тем самым снижается максимальная температура цикла и образование ЫО . [c.45]

Возможность работы ДВС с принудительным воспламенением на спиртовом топливе с высоким коэффициентом избытка воздуха обеспечивает снижение выбросов окиси углерода и углеводородов, а пониженная максимальная температура продуктов сгорания в цилиндре приводит к уменьшению образования окислов азота. [c.250]

Вышеуказанные рекомендации были использованы на нескольких объектах, выбрасывающих высокотемпературные продукты сгорания кислородно-керосинового топлива с коэффициентом избытка окислителя а=0,76. Использование дожигателя окиси углерода с тремя поясами впрыска вода — кислород (воздух)—вода обеспечивающими соответственно значения температур 1800... 2000.. .1600 К и суммарное значение коэффициента избытка окислителя в смеси на выходе а=1,05, позволило снизить содержание окиси углерода в 25 раз и практически предотвратить образование окислов азота. [c.225]

Концентрация продуктов неполного сгорания в отработавших газах дизельного двигателя значительно ниже, чем в газах бензинового двигателя. Избыток кислорода в цилиндрах дизельного двигателя, а также высокая температура в процессе сгорания способствует образованию в цилиндрах окислов азота, которые являются одним из основных вредных веществ, выбрасываемых с отработавшими газами дизеля. Концентрация окислов азота в отработавших газах по мере увеличения нагрузки возрастает, хотя при приближении к полной нагрузке интенсивность роста снижается. [c.548]

Природа образования в цилиндрах поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) окислов азота и токсичных продуктов неполного сгорания весьма различна. Как правило, одновременного снижения выброса N0 и повышения экономичности рабочего процесса двигателя, исходя из общих тенденций образования окиси азота в рабочем объеме двигателя, определяемой физико-химическими условиями протекания процесса сгорания, достигнуть практически невозможно. Поэтому уменьшение выделения N0 при сохранении достаточно высокой экономичности ДВС и минимальном выбросе токсичных продуктов неполного сгорания является наиболее сложной научно-технической задачей. [c.130]

В дизелях неполнота сгорания выражается появлением в выпускных газах сажи (0,01—1,1 г м ), окиси углерода (0,01—0,5% по объему), окислов азота (0,0002—0,5 мг/л), углеводородов (0,009—0,5 мг/л) и в незначительных количествах паров топлива и масла. Присутствие даже незначительного количества сажи в выпускных газах придает им темную окраску и загрязняет атмосферу. Кроме того, образование сажи приводит к отложению нагара в камере сгорания и возможности перегрева двигателя вследствие значительного догорания топлива и продуктов неполного окисления в процессе расширения. Содержание продуктов неполного сгорания в выпускных газах особенно увеличивается [c.276]

Снижению выбросов продуктов неполного сгорания, улучшению экономичности способствует обеднение смеси, однако работа многоцилиндрового бензинового двигателя при а> 1,15 практически невозможна из-за появления пропусков воспламенения в отдельных цилиндрах. Эффективное сгорание бедных смесей (а> 1,3) в цилиндрах может быть обеспечено расслоением заряда, при котором воспламенение и начальная стадия процесса сгорания происходят в зоне обогащенной, а последующее — в зоне бедной смеси (рис. 21). Расслоение смеси препятствует образованию и окислов азота. В первой стадии сгорания этому способствует недостаток кислорода, во второй — относительно низкая температура горения. [c.45]

Возможности повышения топливной экономичности двигателей при использовании газового топлива основываются на смещении предела эффективного обеднения рабочей смеси в сторону более бедных составов. За счет этого повышается термодинамический к. п. д. двигателя и его топливная экономичность. Смещение предела эффективного обеднения имеет еще большее значение для экологических показателей двигателя. Газовое топливо (наиболее перспективен в этом смысле сжатый природный газ) допускает устойчивую работу двигателя на столь бедных смесях, что образование токсичных веществ оказывается подавленным. Продукты неполного сгорания (СО) не образуются вследствие большого избытка воздуха, а окислы азота — вследствие низких температур процесса. Конечно, сильное обеднение смеси приводит к потере мощности, которую необходимо компенсировать дополнительной форсировкой рабочего процесса. Наглядно эти особенности иллюстрируются диаграммой (рис. 24). [c.79]

Газообразная фракция выбросов характерна для всех видов топлива и состоит при полном его сгорании из двуокиси углерода, окислов серы и азота, а нри ыенолном сгорании — еш е и окиси углерода, смолистых веществ и углеводородов. Окислы серы, преимущественно сернистый ангидрид (96—99 % горючей серы в топливе), весьма токсичны. В связи с этим ПДК для сернистого ангидрида (SOa) в СССР неоднократно снижались в 1962 г. максимальная разовая концентрация составляла 0,75 мг/м и среднесуточная — 0,25, в 1985 г. они были снижены до 0,5 н 0,05 мг/м соответственно. Хп-мическое и фотохимическое окисление SOj приводит к образованию кислотных туманов, и осадков. Концентрация SOg в 3,3—4 мг/м являлась причиной резкого повышения смертности населения в Лондоне в 1952 и 1962 гг. Наибольшее количество выделений окислов серы в атмосферу характерно для продуктов сгорания жидкого топлива. [c.237]

В этом случае азотсодержащие соединения угля либо сразу разлагаются с образованием молекулярного азота, либо образовавшийся N0 восстанавливается продуктами неполного сгорания и углеродом до Nj. Дожигание выходялщх из слоя продуктов неполного сгорания, лишенных азотсодержащих соединений, за счет подаваемого выше слоя вторичного дутья уже не может привести к существенному возрастанию содержания N0, поскольку азот воздуха при температурах менее ЮОО С почти не окисляется. [c.185]

Если образование продуктов неполного сгорания топлива определяется в целом несовершенством процесса сгорания, то образование окислов азота — его совершенством, с точки зрени.я эффективности использования энергии топлива. Чем выше максимальная температура цикла тем выше КПД цикла, тем больше обра- [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...