Gamtinių dujų. Degimo procesas. Toksiškos medžiagos kuro ir dūmų dujose

Gamtinės dujos šiandien yra labiausiai paplitęs kuras. Gamtinės dujos vadinamos natūraliu, nes jis yra išgaunamas nuo pat žemės pradžios.

Dujų degimo procesas yra cheminė reakcija, kurioje gamtinių dujų sąveikauja su deguonimi, kuris yra ore.

Dujinio kuro yra degiųjų dalių ir nedegios.

Pagrindinė degių gamtinių dujų komponentas yra metanas - CH4. Jo turinys gamtinėms dujoms siekia 98%. Metanas nėra kvapas, nėra skonis ir yra netoksiškas. Jo degumo riba yra nuo 5 iki 15%. Tai yra šios savybės, kurios leido naudoti gamtines dujas, kaip vieną iš pagrindinių kuro rūšių. Metano koncentracija yra gyvybei pavojinga daugiau nei 10%, todėl gali pakakti dėl deguonies trūkumo.

Norint nustatyti dujų nuotėkį, dujas yra taikomas kvapui, kitaip tariant, pridedama pavojinga medžiaga (etilo Mercaptan). Tuo pačiu metu dujos gali būti aptinkamos 1% koncentracijoje.

Be metano gamtinių dujų, degiosios dujos gali būti - propanas, butanas ir etanas.

Siekiant užtikrinti aukštos kokybės degimą dujų, tai yra būtina pakankamai sumas, kad oras į degimo zoną ir pasiekti gerų dujų maišymo su oru. Optimalus laikomas 1: 10. Tai yra, viena dalis dujų sudaro dešimt dalių oro. Be to, būtina sukurti norimą temperatūros režimą. Kad dujos būtų ignoruojamos, būtina jį įjungti iki jo uždegimo temperatūros ir ateityje temperatūra neturėtų nukristi žemiau uždegimo temperatūros.

Būtina organizuoti degimo produktų pašalinimą į atmosferą.

Visiškas deginimas pasiekiamas, jei nėra degių medžiagų degimo produktuose iš į atmosferą. Tuo pačiu metu anglies ir vandenilio yra sujungti ir suformuoti anglies dioksidą ir vandens porą.

Vizualiai su visa degimo liepsna šviesiai mėlyna arba mėlyna violetinė.

Visiškas dujų deginimas.

metanas + deguonis \u003d anglies dioksidas + vanduo

CH4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2N 2

Be šių dujų, azoto ir likusio deguonies ateina į degių dujų. N 2 + o 2

Jei dujų deginimas nėra visiškai, kuro medžiagos yra išstumtos į atmosferą - anglies monoksidą, vandenilį, suodžiai.

Nepilna dujų deginimas atsiranda dėl nepakankamo oro. Tuo pačiu metu "Scoot" kalbos yra vizualiai liepsnoje.

Nepilna dujų degimo rizika yra tai, kad anglies monoksidas gali sukelti apsinuodijimo katilą. CO kiekis oro kiekis 0,01-0,02% gali sukelti apsinuodijimą. Didesnė koncentracija gali sukelti didelį apsinuodijimą ir mirtį.

Gautas suodžių nusėda ant katilų sienų pabloginant šilumos perdavimą į šilumos nešiklį sumažina katilinės efektyvumą. Soot atlieka šiltai blogiau nei metano 200 kartų.

Teoriškai 1M3 dujų deginimas reikalingas 9m3 oras. Tikromis oro sąlygomis užtrunka daugiau.

Tai yra būtina pernelyg didelė oro kiekio. Šis dydis pažymėta alfa rodo, kiek kartų oras praleidžiamas daugiau nei teoriškai, teoriškai.

Alfa koeficientas priklauso nuo konkretaus degiklio tipo ir paprastai skiriamas ortakio pase arba atitiko organizacijos rekomendacijas.

Didėjant pernelyg didelio oro kiekio virš rekomenduojamo, šilumos nuostoliai auga. Siekiant žymiai padidinti oro kiekį, liepsna gali atsirasti sukuriant avariją. Jei oro kiekis yra mažesnis nei rekomenduojamas, deginimas bus neišsamūs, taip sukuriant grėsmę apsinuodijimui katilinei.

Siekiant tikslaus kuro degimo kokybės kontrolės, yra dujų analizatoriai, kurie matuoja tam tikrų medžiagų turinį į išeinančių dujų sudėtį.

Dujų analizatoriai gali būti įtraukti su katilais. Jei nėra, atitinkami matavimai atlieka paleidimo organizaciją su nešiojamais dujų analizatoriais. Kompiliuojama nedidelė kortelė, kurioje nurodomi reikalingi valdymo parametrai. Laikydamiesi jiems, galima užtikrinti normalų degimo degimą.

Pagrindiniai kuro degimo reguliavimo parametrai yra šie:

  • dujų ir oro santykis patiekiamas ant degiklio.
  • perteklinio oro.
  • diffix krosnyje.
  • Katilo naudingumą.

Tuo pačiu metu, pagal naudingo poveikio katilo koeficiento, naudingos šilumos santykis iki visų išleistos šilumos vertės yra numanoma.

Oro sudėtis

Dujų pavadinimas Cheminis elementas Turinys ore
Azotas N2. 78 %
Deguonis O2. 21 %
Argonas Ar. 1 %
Anglies dvideginis CO2. 0.03 %
Helio Jis. mažiau nei 0,001%
Vandenilis H2. mažiau nei 0,001%
Neonas Ne. mažiau nei 0,001%
Metanas. \\ T CH4. mažiau nei 0,001%
Krypton. Kr. mažiau nei 0,001%
Xenon. Xe. mažiau nei 0,001%

byla yra žinoma dėl pradinės kompozicijos darbo masės kuro, vienas kanoropinė lemia oro, reikalingo deginimui deginimui kiekį, sumą, ir išmetamų dujų kiekį.

Degimui reikalingo oro kiekis apskaičiuojamas kubiniais metrais įprastomis sąlygomis (0 ° C ir 760 mm Hg. Menas) - 1 kg kieto arba skysto kuro ir 1 m 3 dujiniais.

Teorinis sauso oro kiekis. Užbaigti 1 kg kieto ir skysto kuro, teoriškai reikiamą kiekį oro, m 3 / kg nustatoma padalinti suvartoto deguonies masę deguonies tankiui normaliomis sąlygomis ρ

O 2. \u003d 1,429 kg / m3 ir 0,21, nes 21% deguonies yra ore

Užbaigti 1 m 3 sauso dujinio kuro degimą, reikalingą oro kiekį, m3 / m3, \\ t

Pirmiau minėtose formulėse kuro elementų turinys išreiškiamas procentais pagal svorį, ir CO CO, H2, CH4 ir kt. Degių dujų sudėtis - kaip tūrio procentinė dalis; CMNN - angliavandeniliai, įtraukti į dujas, pavyzdžiui, metanas ch 4 (M.= 1, n \u003d.4), Ethan C 2N 6 (M.= 2, n \u003d.6) et al. Šie skaitmeniniai pavadinimai yra koeficientas (M + N / 4)

5 pavyzdys Nustatykite teorinį oro kiekį, reikalingą 1 kg degalų deginimui: su P \u003d 52,1%; N p \u003d 3,8%;

S. R. 4 \u003d 2,9%; N. R.\u003d 1,1%; O. R.= 9,1%

Pakeitus šias vertes (27), mes gauname V °. \\ T B \u003d.

0,0889 (52,1 + 0,375 2,9) + 0,265 3,8 - - 0,0333 9.1 \u003d 5,03 m3 / kg.

6 pavyzdys. Nustatykite teorinį oro kiekį, reikalingą 1 m3 sausos dujų deginimui: \\ t

CH4 \u003d 76,7%; C2H 6 \u003d 4,5%; C3H 8 \u003d 1,7%; C 4H 10 \u003d 0,8%; C5H12 \u003d 0,6%; H 2 \u003d 1%; C02 \u003d 0,2%; Į = 14,5%.

Skaitmeninių verčių pakeičiant (29) formulėje, mes gauname

Teorinis išmetamųjų dujų kiekis. Visiškai deginant degalus, išmetamųjų dujų išėjimo iš krosnies sudėtyje yra: anglies dioksido CO 2, poros h 2 o (suformuota degimo vandenilio degimo metu), sieros anhidrido, taip 2, azoto n 2 - neutralios dujos, įvestos į oro deguonį, azotą Nuo degalų sudėties H2, taip pat deguonies per Oro O2. Esant neišsamiai deginant kurą į nurodytus elementus, CO anglies monoksido, vandenilio H 2 ir metanas CH4 pridedamas. Skaičiavimams patogumui degimo produktai yra atskirti ant sausų dujų ir vandens garų.

Dujiniai degimo produktai susideda iš tritominių dujų CO 2 ir SO 2, kurių kiekis yra pagamintas žymintu RO2 simboliu ir dujų dujomis - deguonies o 2 ir azoto n 2.

Tada lygybė pažvelgs:

su visu degimu

R0 2 + 0 2 + N 2 \u003d 100%, (31)

su nebaigtu degimu

R0 2 + 0 2 + N 2 + CO \u003d 100%;

Sausų trochetominių dujų tūris yra padalintas iš dujų masės CO 2 ir taip 2 dėl jų tankio normaliomis sąlygomis.

RSO 2 \u003d 1.94 ir PSO 2 \u003d 2,86 kg / m3 - anglies dioksido ir sieros dujų tankis įprastomis sąlygomis.

1. Siūlomų technologijų (metodo) aprašymas gerinti energijos vartojimo efektyvumą, jo naujumą ir supratimą apie tai.

Deginant kurą katiluose, "perteklinio oro" procentas gali būti nuo 3 iki 70% (išskyrus siurbimą) ant oro tūrio, deguonis yra susijęs su cheminio oksidacijos reakcija (deginimas) kuro.

"Perteklinis oras" dalyvauja kuro degimo procese yra atmosferos oro dalis, kurios deguonis nedalyvauja cheminės oksidacijos reakcijos (degimo) kuro, tačiau būtina sukurti reikiamą didelio greičio režimą kuro ir oro mišinys iš katilo degiklio. "Pernelyg didelis oras" - kintamojo ir tos pačios katilo vertė, ji yra atvirkščiai proporcinga degalų kiekiui, arba mažiau deginama, mažiau deguonies yra reikalingas jo oksidacijai (degimui), bet daugiau "pertekliaus Reikia sukurti reikiamą greičio režimą. Kuro ir oro mišinio galiojimo pabaiga iš katilo degiklio. "Perteklinės oro" procentinė dalis visam degalų deginimui naudojamas bendras oro srautas lemia deguonies procentiniu dydžiu išeinančiose dūmtraukių dujose.

Jei sumažinsite "perteklinio oro" procentą, tada išeinančiose dūmtraukių dujose, pasirodys anglies monoksidas (nuodingos dujos), kuri rodo kuro nutraukimą, t.y. Jo nuostoliai ir "perteklinio oro" naudojimas sukelia šiluminės energijos praradimą jo šildymui, o tai padidina degalų srauto greitį ir padidina šiltnamio efektą sukeliančių dujų "CO 2" emisijas į atmosferą.

Atmosferos oras susideda iš 79% azoto (N 2 - inertinių dujų be spalvos, skonio ir kvapo), kuris atlieka pagrindinę funkciją, kad sukurtų norimą didelės spartos kuro ir oro mišinio režimą iš energijos įrengimo degiklio ir stabilus kuro deginimas ir 21% deguonies (O 2), kuris yra degalų oksiduojanti agentas. Nominaliam gamtinių dujų deginant katilo agregatus, gamtinių dujų deginimui katilo agregatuose susideda iš 71% azoto (N 2), 18% vandens (H2 O), 9% anglies dioksido (CO 2) ir 2 % deguonies (O 2). Degies deguonies procentinė dalis išmetamųjų dujų yra 2% (krosnies išleidimo angoje) nurodo 10% perteklinio atmosferos oro kiekio į bendrą oro srautą, kuris dalyvauja kuriant norimą kuro ir oro mišinio greičio režimą. Katilo bloko degiklio vienetas visam oksidacijai (degimui) kuro.

Visiškai deginant kurą katiluose, būtina išmesti išmetamųjų dujų, pakeičiant "perteklinį orą", kuris užkirstų kelią NOx formavimui (iki 90,0%) ir sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį (CO 2) , taip pat kuro srautas (iki 1,5%).

Išradimas yra susijęs su šiluminė galia, ypač į energijos įrenginius deginti įvairių rūšių kuro ir metodų panaudojimo dūmtaknių deginant kuro elektrinėse.

Energijos tiekimas degalų deginimui yra krosnis (1) su degikliais (2) ir konvekciniu dujiniu vamzdeliu (3), prijungtu per dūmais (4) ir kaminą (5) į kaminą (6); Oro kanalas (9) iš išorinio oro, sujungtas su dūmtraukiu (5) per aplinkkelio dujotiekį (11) iš dūmtraukių ir oro kanalas (14) iš išorinio oro mišinio ir dūmtakio dujų, kuris yra prijungtas prie sprogimo ventiliatoriaus (13); Aukštas droselis (10), sumontuotas ant oro kanalo (9), ir vožtuvas (12), sumontuotas ant dūmtraukių dujotiekio (11) ir droselio (10) ir vožtuvo (12) yra įrengtos sujungimo mechanizmais; Oro šildytuvas (8), esantis konvekciniame dujų ortakyje (3), prijungta prie pučiamojo ventiliatoriaus (13) ir prijungtas prie degiklių (2) per šildomo išorinio oro ir dūmų dujų mišinio oro kanalą (15); Dujų mėginių ėmimo jutiklis (16), sumontuotas prie įėjimo į konvekcinį dujų vamzdį (3) ir prijungtas prie dujų analizatoriaus (17), nustatant deguonies kiekį ir anglies monoksidą krosnių dujose; Elektroninis valdymo blokas (18), prijungtas prie dujų analizatoriaus (17) ir droselio pavaros (10) ir vožtuvų (12). Dūmų dujų panaudojimo metodas deginant degalus energetiniame įrenginyje apima dūmtraukių dujų dalį su statiniu slėgiu daugiau atmosferos nuo kamino (5) ir maitinant jį per aplinkkelio dujotiekį (11) dūmtakio dujas į išorinį dujas kanalas (9) su statiniu lauko oro slėgiu mažiau atmosferos; Lauko oro ir dūmtakio dujų reguliavimas pagal pavaros mechanizmus (10) ir vožtuvą (12), kurį valdo elektroninis valdymo blokas (18), kad deguonies procentas išoriniame ore sumažėjo iki lygio, kuriame esant Įėjimas į konvekcinę dujų tiekimą (3) deguonies kiekis krosnių dujose buvo mažesnis nei 1%, jei nėra anglies monoksido; Vėlesnis dūmtakių dujų maišymas su išoriniu oru ortakiu (14) ir pučia ventiliatorius (13), kad gautų vienodą išorinių oro ir dūmų dujų mišinį; Gauto mišinio šildymas oro šildytuve (8) perdirbant šilumos dujų šilumą; Šildomo mišinio srautas degiklyje (2) per ortakį (15).

2. didinant energijos vartojimo efektyvumą masinio įgyvendinimo rezultatas.
Deginio kuro taupymas katilinėse, ant CHP arba gres iki 1,5%

3. Ar reikia papildomų tyrimų, kad išplėstų šios technologijos įgyvendinimo objektų sąrašą?
Yra, nes Siūloma technologija taip pat gali būti taikoma vidaus degimo varikliams ir dujų turbinų įrenginiams.

4. Priežastys, dėl kurių siūloma energiją taupanti technologija nėra naudojama masinio masto.
Pagrindinė priežastis yra siūlomos technologijos ir psichologinės inercijos specialistų šilumos energetikos inžinerijos srityje naujovė. Siūlomų technologijų žiniasklaida energetikos ir ekologijos ministerijų, energetikos bendrovės generuoja elektros ir šiluminės energijos.

5. Esamos priemonės skatinimo, prievartos, skatinančios įgyvendinti siūlomą technologiją (metodą) ir jų tobulinimo poreikį.
Įvadas naujų griežtesnių aplinkosaugos reikalavimų NOx emisijos iš katilo agregatų

6. Įvairių objektų technologijų (metodo) taikymo techninių ir kitų apribojimų buvimas.
Išplėsti 4.3.25 punkto "taisyklių dėl techninio eksploatavimo techninio eksploatavimo ir tinklų Rusijos Federacijos Of Rusijos Federacijos 2003 m birželio 19 d Nr 229" Burning bet kuro rūšies . Toliau šiame leidime: "... ant garo katilai, deginant bet kokį kurą, koreguojant apkrovą, jo deginimas turėtų būti atliekamas kaip taisyklė su pertekliniu oro koeficientu į krosnies išleidimo angoje mažiau nei 1,03. .. ".

7. MTTP ir papildomų bandymų poreikis; Temos ir darbo tikslai.
MTTP poreikis yra gauti vizualinę informaciją (švietimo filmą), kad supažindintų šilumos ir elektros energijos įmonių darbuotojus su siūlomomis technologijomis.

8. Sprendimų, taisyklių, nurodymų, reglamentų, reikalavimų, uždraustų priemonių ir kitų dokumentų, reglamentuojančių šios technologijos (metodas) ir privalomas vykdymas, prieinamumas; poreikį keisti jiems arba poreikį pakeisti šių dokumentų formavimo principus; Anksčiau esamų reguliavimo dokumentų, taisyklių ir jų poreikio buvimas.
Išplėsti veiksmus "Taisyklės techniniam eksploatuoti Rusijos Federacijos Rusijos Federacijos Rusijos Federacijos 2003 m birželio 19 d Nr 229" \\ t

4.3.25 punktas katilams, deginantiems bet kokį kurą. Kitame leidime: "... Dėl garo katilų, deginimo kuro, pakrovimo diapazone, jo deginimas turi būti atliekamas kaip taisyklė, su perteklinio oro koeficientai krosnies išleidimo angoje mažiau nei 1,03 ...».

§ 4.3.28. "... Katilo malimas sieros mazutui turi būti atliekamas su iš anksto įjungta oro šildymo sistema (kalorijai, karšto oro recirkuliacijos sistema). Oro temperatūra priešais oro šildytuvą pradiniame ekstraktų nuo mazuto katilo ekstraktų turėtų paprastai, kaip taisyklė, ne mažesnis kaip 90 ° C. Katilo frezavimas bet kurioje kitoje kuro formoje turi būti pagaminti iš anksto įjungta oro recirkuliacijos sistema»

9. Poreikis plėtoti naujus ar pakeitimus galiojančius įstatymus ir reguliavimo aktus.
Nereikalaujama

10. Įgyvendintų bandomųjų projektų buvimas, jų nekilnojamojo veiksmingumo analizė, nustatė trūkumus ir pasiūlymus tobulinti technologijas, atsižvelgiant į sukauptą patirtį.
Siūlomos technologijos bandymas buvo atliktas ant sienų dujų katilo su priverstiniu produktu ir išeinančių dūmų dujų (gamtinių dujų degimo produktų) iš pastato fasadu, kurio vardinė galia yra 24,0 kW, bet pagal 8,0 kW apkrovą. Dūmų dujų srautas į katilą buvo atliktas dėl dėžutės, sumontuotas 0,5 m atstumu nuo katilo koaksialinio kamino išstūmimo. Pavėluotas dūmtakio šaknis uždelstas, kuris savo ruožtu pakeitė "perteklinį orą", reikalingą visiškam gamtinių dujų degimui ir dujų analizatorius, įrengtas katilo dujų gamykloje (įprastinė vieta) pašalinimas buvo kontroliuojamas. Kaip eksperimento rezultatas, galima sumažinti NOx emisiją 86,0% ir sumažinti "šiltnamio efektą sukeliančių dujų" išmetamų CO2 1,3%.

11. Galimybė daryti įtaką kitiems šios technologijos masinio įgyvendinimo procesams (aplinkosaugos situacijos pasikeitimas, galimas poveikis žmonių sveikatai, energijos tiekimo patikimumo gerinimas, kasdien arba sezoninės pakrovimo diagramos pokyčiai Energijos įranga, ekonominės veiklos ir energijos gamybos ir perdavimo rodiklių pokyčiai ir kt.).
Gerinti aplinkos būklę, turinčią įtakos žmonių sveikatai ir mažinant degalų savikainą, gaminant šiluminę energiją.

12. specialaus kvalifikuoto personalo mokymo poreikis už įvestines technologijas ir gamybos plėtrą.
Pakanka katilo agregatų su siūlomomis technologijomis esamų paslaugų personalo mokymu.

13. Numatomi įgyvendinimo būdai:
komercinis finansavimas (su kaina atsipirkimu), nes siūloma technologija atsiperka ne ilgiau kaip dvejus metus.

Informacija kabrioletas: Yu. Panfil, A / I 2150, Kišiniovas, Moldova, MD 2051, el. Paštas: [El. Pašto saugoma]


Siekiant pridėkite energijos taupymo technologijų aprašymą Kataloge užpildykite klausimyną ir išsiųskite jį c pažymėtas "kataloge".

Puslapis 1.


Dūmų dujų sudėtis apskaičiuojama remiantis degalų komponentų degimo reakcijomis.

Išmetamųjų dujų sudėtis nustatoma naudojant specialius instrumentus, vadinamus dujų analizatoriais. Tai yra pagrindiniai įrenginiai, kurie lemia gebėjimo laipsnį ir išmetamųjų procesų ekonomiką, priklausomai nuo anglies dioksido kiekio išeinančiose dūmtraukiuose, kurių optimali vertė priklauso nuo kuro genties, kuro tipo ir kokybės įrenginys.

Dūmų dujų su garintu režimu sudėties keičia laikrodį: H2S ir S02 turinys yra nuolat sumažintas, 32, CO2 ir bendro - šiek tiek pasikeičia / su sluoksniu-by-layer degimo eigos, viršutinių sluoksnių katalizatoriaus yra regeneruojami prieš mažesnę. Reaktoriaus išleidimo angoje yra laipsniškas temperatūros sumažėjimas.


Dūmų dujų sudėtis yra kontroliuojama mėginiuose.

Dūmų dujų sudėtį lemia ne tik vandens garų kiekis, bet ir kitų komponentų turinys.

Dūmų dujų sudėtis keičiasi išilgai degiklio ilgio. Siekiant atsižvelgti į šį pakeitimą skaičiuojant radiacijos šilumos mainų neįmanoma. Todėl praktiniai radiacinės šilumos mainų skaičiavimai atliekami pagal išmetamųjų dujų sudėtį kameros pabaigoje. Šis supaprastinimas yra pateisinamas atlygiu, kad degimo procesas paprastai atsiranda pradiniame, ne labai didelėje kolegijos dalyje, todėl dauguma kameros užima dujas, kurių sudėtis yra arti jos sudėties pabaigoje kolegija. Galų gale beveik visada yra labai mažai neišsamių degimo produktų.

Išmetamųjų dujų sudėtis apskaičiuojama remiantis degalų komponentų degimo reakcijomis.

Dūmų dujų sudėtis su visišku dujų deginimu įvairių sričių yra šiek tiek kitoks.

Dūmų dujų sudėtis apima: 2 61 kg CO2; 0 45 kg h2o; 7 34 kg n2 ir 3 81 kg oro angų anglies. 870 m. Dūmų dujų kiekis 1 kg anglies yra 45 ° C, o 16 s yra lygus 11 3 m3; Dūmų dujų mišinio tankis yra 0 318 kg / p3, kuris yra 1 03 kartus didesnis už oro tankį toje pačioje temperatūroje.

Įkeliama ...Įkeliama ...