Лекция 6. Технология денитрации при сжигании энергетических топлив на ТЭС

Основные особенности процессов снижения азотосодержащих выбросов ТЭС:

· большой удельный вес в загрязнении воздуха вблизи ТЭС приходится на долю окислов азота: NO_x, NO, NO₂, N₂O₃, N₂O₅.

· к вредным веществам однонаправленного действия отнесены близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека: сернистый газ + двуокись азота;

· при сжигании высокосернистых топлив, при высокой трубе, обеспечивающей условие C < C_ПДКi с учетом суммации действия SO₂ и NO₂ нормы иногда превышаются в 1,5–2,0 раза;

· в крупных городах выбросы окислов азота от ТЭС суммируются с выбросами NO_x от автомобилей и промышленных предприятий.

Природа образования окислов азота:

· образование NO_x в результате окисления азота воздуха при высоких температурах сжигания ("воздушный" азот);

· разложение и окисление азотосодержащих соединений, входящих в состав топлива ("топливный" азот).

Обычно в составе NO_x – NO и NO₂, причем NO – 95–99%, а NO₂ – 1–5%.

По "газообразному" азоту.

Теория академика Я. Б. Зельдовича до сих пор является основной при изучении образования окислов азота.

N₂ + O₂ ↔ 2 NO – 43 ккал

Сложный цепной характер, скорость реакции определяется в основном уровнем температур и концентрацей кислорода в зоне реагирования.

С понижением температуры происходит разложение NO_, но при быстром охлаждении продуктов горения (как в современных котлоагрегатах), они как бы "замораживаются" и влияние обратной реакции на результат небольшой.

По "топливному" азоту.

Кинетика образования "топливных" окислов азота пока еще изучена недостаточно.

Некоторые результаты исследования:

· при высокотемпературном сжигании мазута Т_ф = 1776 °С, содержащего 0,2% азота, доли "тепловых" и "топливных" NO_x в диапазоне коэффициентов α = 1,15–1,25 были примерно равны. При меньших избытках воздуха " топливные" уже достигли большую часть окислов;

· при сжигании битуминозного угля (N^p = 1,17%, A^p = 10,4%) с любыми избытками воздуха доминировали "топливные" NO_x;

· при сжигании газа (и только) можно говорить о четкой зависимости удельных выбросов NO_x от мощности топочной камеры (растет толщина излучающего слоя и повышается время пребывания в высокотемпературной зоне);

· при сжигании мазута и тем более угля, роль играет содержание азота в топливе, а также режим горения (четкой связи между NO_x и мощностью мазутных пылеугольных агрегатов проследить не удается).