Горение топлива

При горении топлива получаются продукты горения – газовая смесь, в основном состоящая из углекислого газа СО₂, азота N₂, кислорода О₂ и водяного пара.

Углерод С, соединяясь с кислородом О₂ дает углекислый газ СО₂

С + О₂ = СО₂

Горение по этой формуле называется полным горением. При неполном сгорании углерода получается не СО₂, а СО – окись углерода

2С + О₂ = 2СО

Горение серы: S + O₂ = SO₂

Горение водорода: 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О.

По составу газов можно судить о том, насколько правильно идет процесс горения топлива в топке парового котла, и, следовательно, установить, не происходит ли пережога топлива.

Для определения состава газа существуют приборы – газоанализаторы.

Горение топлива в котле сложный химический процесс, который требуется правильно организовать. Прежде всего, необходимо подвести потребное количество воздуха.

На основании формул горения можно подсчитать количество воздуха, необходимое для того, чтобы произошло горение углерода, водорода и серы, находящихся в топливе. Подсчитанное количество называют теоретически необходимым количеством топлива введенного в топку и обозначают V₀, м³/кг.

Если в топку ввести теоретически необходимое количество воздуха, то трудно будет обеспечить полное соединение его кислорода с горючими составными частями топлива, так как невозможно равномерно перемешать топливо и воздух. Поэтому произойдет неполное сгорание углерода. В продуктах горения мы обнаружим СО и часть О₂, не использованного при горении. Чтобы избежать неполного сгорания, в топку приходится вводить воздух с некоторым избытком; такое количество воздуха называют действительным количеством воздуха и обозначают V_д.

Если разделить действительное количество воздуха на теоретически необходимое, получим так называемый коэффициент избытка воздуха – очень важную величину, характеризующую процесс горения топлива.

.

ЛЕКЦИЯ 5

1.3. Воздействие методов производства электроэнергии

на окружающую среду

1.3.1. Характеристика газообразных выбросов электростанций

В газообразных выбросах электростанций безопасными составляющими для человека являются водяные пары, углекислый газ, кислород и азот. Остальные ингредиенты в той или иной мере являются вредными.

Тепловые электростанции и районные котельные загрязняют атмосферу за счет выброса окислов азота , окислов серы , твердых золовых частиц и пятиокиси ванадия . Кроме того, при не полном сгорании топлива в дымовых газах могут находиться окись углерода СО, углеводороды типа CH₄, С₂Н₄, бенз(а)пирен С₂₀Н₁₂, сажа. Время существования газообразных вредных веществ в окружающей среде составляет от нескольких часов до нескольких суток. Многие из них постепенно разрушаются или преобразуются в безвредные под действием солнечной радиации и наличия кислорода в воздухе. Аэрозольные твердые частицы (сажа, пятиокись ванадия, бенз(а)пирен), оседая на поверхности земли, могут накапливаться и участвуют в приземной циркуляции атмосферы.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества разделяются на несколько классов. К чрезвычайно опасным веществам относятся пятиокись ванадия и бенз(а)пирен. образуется в небольших количествах при сжигании мазута. С₂₀Н₁₂ может появиться в дымовых газах при сжигании любого топлива с недостатком кислорода. Он также выделяется при медленном разложении сажи. Высокоопасными являются двуокись азота NO₂ и серный ангидрид SO₃, которые относятся к третьему классу (умеренно опасные вещества).