7. Перечислите методы снижения выхода оксидов азота на стадии сжигания топлива, дайте им краткую характеристику.

1. Двухступенчатое сжигание топлива (для всех видов топлива) подавляет образование термических и топливных оксидов азота. Двухступенчатым называет­ся такой способ сжигания топлива, при котором в основные горелки в топку котла подаётся топливо с недостатком воздуха (α=0,8...0,95), а остальная часть воздуха, необходимая для полного сгорания топлива, подаётся далее по факелу через специ­альные сопла или шлицы. При этом необходимо обеспечить каче­ственное перемешивание воздуха, подаваемого во вторую ступень, с продуктами неполного сгорания первой ступени для предупреждения недожога топлива. Эф­фективность внедрения двухступенчатого сжигания - 35.. .50%.

2. Снижение избытка воздуха в топке (для всех видов органического топ­лива). Концентрация О₂ в факеле снижается, поэтому происходит подавление образования как термических, так и топливных оксидов азота. Снижение из­бытков воздуха возможно лишь до тех пор, пока это не приведёт к интенсивно­му увеличению продуктов неполного сгорания (хим.недожег). Для большинства котлов минимальный коэффициент избытка воздуха в горелках равен 1,1... 1,15 для твердого топлива и 1,0... 1,03 для газа и мазута. Данное мероприятие позволяет снизить выбросы NO_X на 15...30%; при этом повышается КПД котла и уменьшается расход электроэнергии на привод дымо­сосов и дутьевых вентиляторов. Однако достичь нормативной величины вы­бросов только этим способом нельзя.

3. Рециркуляция продуктов сгорания (для всех видов топлива). Влияние ре­циркуляции продуктов сгорания на содержание NO_X в уходящих газах связано со снижением максимальной температуры факела, а также с изменением концентра­ции О₂ в зоне горения. В результате происходит интенсивное подавление образо­вания термических NO_X; выход топливных NO_X снижается незначительно. Для организации рециркуляции дымовые газы обычно отбираются дымо­сосом рециркуляции после ВЭ при 300...400°С и подаются в топку котла.

4. Применение топки с кипящим слоем, в которую добавляются размо­лотые известняк или доломит. Степень очистки от оксидов се­ры в этом случае - до 90%. Сера выводится в виде сульфата кальция.

5. Снижение образующихся оксидов азота достигается также с помощью впрыска влаги в зону горения; введением в зону высоких температур теплоотводящих поверхностей; созданием новых горелочных устройств (малотоксич­ные горелки, снижающие количество NO_X на 30.. .60%).

8. Укажите методы подавления оксидов серы и азота на стадии охлаждения продуктов сгорания, дайте им краткую характеристику. Очистка дымовых газов от оксидов азота возможна с помощью:

- селективного некаталитического восстановления оксидов азота;

- селективно-каталитического восстановления NO_X;

- озонно-аммиачного метода.

Селективное каталитическое восстановление (СКВ) оксидов азота ос­новано на реакциях восстановления NO_X аммиаком на поверхности катализато­ра в присутствии кислорода при температуре газов 300...420°С.

Метод СКВ предусматривает наличие каталитического реактора, в актив­ной зоне которого в несколько слоев размещаются сменные модули с катализаторными элементами.

Аммиак в виде аммиачно-воздушной смести вводится в газоход перед ре­актором. Каталитический реактор в современных экологически чистых котлах должен располагаться между экономайзером и воздухоподогревателем. Эффек­тивность метода по уменьшению выбросов NO_X равна ~ 80%.

Селективное некаталитическое восстановление (СНКВ) оксидов азота аммиаком или мочевиной уменьшает концентрацию NO_X в продуктах сгорания на 40.. .70% и является более дешевым методом.

Пароаммиачная смесь поступает в систему раздачи аммиака, размещён­ную в газоходе за ШПП непосредственно перед фестоном. Восстановление NO до безвредного молекулярного N₂ эффективно в интервале температур 870... 1100°С в присутствии избыточного О₂.

Проскок аммиака, являющегося токсичным веществом с резким запахом и относящегося к четвёртому классу опасности, поддерживается на уровне 5...20 ррт.

Озонно-аммиачный метод позволяет одновременно уменьшить концентрацию оксидов серы и азота в продуктах сгорания. Эффективность очистки уходящих газов от оксидов серы - 90%, оксидов азота 75...80%.

Под действием озона, являющегося сильным окислителем, который вводится в дымовые трубы после дымососа, происхо­дит окисление низших оксидов серы и азота до высших, которые хорошо поглощаются водой.

Полученные растворы серной и азотной кислот затем нейтрализуются аммиаком с образованием сульфатов и нитратов аммония, являющихся жидким удобрением. Очищенные газы подогреваются до 80 - 90°С и отводятся в дымо­вую трубу.