Нефтеперерабатывающие заводы — источник загрязнения атмосферы. Расчет выбросов от установки АВТ. Технологическая печь П-2
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
?рицательное воздействие дымовых газов на природу и живые организмы, поскольку двуокись азота более токсичен.
NO + О3 = NO2 + О2
Следует выделить три источника в образовании окислов азота:
топливные NOX
термические NOX
быстрые NOх.
Топливные NOх. Термин служит для обозначения окислов азота, образующихся из азотсодержащих компонентов топлив. В большинстве проведенных исследований была обнаружена прямо-пропорциональная зависимость концентрации образующихся окислов азота от содержания азота в исходном топливе.
СmНnNу + О2 = СО2 + Н2О + NОх
Термические NОх. Эти окислы образуются за счет окисления молекулярного азота атомарным кислородом (механизм Зельдовича).
О2+ М = О + О + М - 494 кДж/моль (инициирование)
О + N2 = NO + N - 314 кДж/моль+ О2 = NO + О + 134 кДж/моль
О + О + М = О2 + М + 454 кДж/моль (обрыв цепи)
В большинстве топочных устройств время пребывания продуктов сгорания в топке не превышает 1-5 сек., а время достижения равновесных концентраций NО при температурах 1800-1900 К составляет 23-24 сек. Учитывая, что термические окислы образуются в узком температурном интервале, где время нахождения продуктов не превышает доли секунды, можно утверждать, что при образовании оксида азота в установках не достигаются равновесные концентрации.
Быстрые оксиды азота. Данный вид окислов азота образуется в зоне достаточно низких температур в результате реакции углеводородных радикалов с молекулой азота и последующим взаимодействием атомарного азота с гидроксильной группой ОН. Эта реакция протекает достаточно интенсивно даже при температурах 1600 К, когда образования термических окислов практически не происходит. Также в результате взаимодействия с пероксидным радикалом НО2? по реакции:
СО + НО? = СО2 + Н?
Н? + О2 - НО? + О?
Н? + О2 + М = НО2?
NO + НО2? = NO2 + ОН?
Диоксид азота NO2 представляет собой пар буро-красною цвета, оказывающий раздражающее воздействие на дыхательные пути и приводящий к отеку легких.
Оксиды серы SO2 и SO3. Содержащаяся в топливе сера является источником образования оксидов серы SOх. В твердых топливах сера содержится в трех видах: органическая, колчеданная и сульфатная. В состав газообразных топлив сера входит только в виде Н2S и меркаптанов. Сера в мазуте входит в состав серосодержащих органических соединений и в меньшей степени она присутствует в виде серовода и элементной серы. При сжигании сернистых топлив присутствующая сера окисляется до сернистого ангидрида.
СmНnSх + O2 = CО2 + Н2О+ SО2
Часть (1-5%) SО2 затем доокисляется до серного ангидрида SО3 в ходе гомогенных реакций при горении топлива SО2 + 1/2О2 = SО3, а также в результате гетерогенных реакций на поверхности нагрева с участием катализаторов (V2O5, Fe2O3)
SО2 + 1/2О2 + kat = SО3
Бенз(а) пирен. Молекулы полиароматических углеводородов (ПАУ) содержат циклы из шести атомов углерода с тремя двойными связями (так называемые бензольные ядра). Они образуются в результате неполного сгорания любых углеводородных топлив. Последнее имеет место из-за торможения реакций окисления углеводородов топлива холодными стенками топочных устройств, а также может быть вызвано неудовлетворительным смешением топлива и воздуха. Это приводит к образованию в топках (камерах сгорания) локальных окислительных зон с пониженной температурой или зон с избытком топлива. Таким образом, суммарная эмиссия ПАУ (наряду с выбросами СО) является мерой неэффективности процесса горения топлива.
Бенз(а) пирен - самый токсичный из ПАУ: обладает канцерогенными свойствами. Количество ПАУ, поступающих в атмосферу с дымовыми газами, в значительной степени зависит от качества и вида сжигаемого топлива. ПАУ гораздо меньше при сжигании жидкого топлива и минимален при сжигании газа. Он существенно зависит от режима сжигания: при химическом недожоге количество ПАУ в дымовых газах может возрастать в 10-50 раз за счет содержания их в саже. [2,11]
Непосредственное образование ПАУ происходит в реакциях пиролиза и синтеза в процессе горения топлива. Механизм их образования представляет собой сложный многостадийный процесс, который пока в достаточной мере не выяснен. Предполагается, что он имеет радикально-цепной характер и включает несколько стадий.
Схематично механизм образования бенз(а) пирена может быть представлен следующим образом:
CmHn С2Н2С4Н6 С20Н12
или при пиролизе метана
СН4 10С2Н2+ 60Н2С20Н12 + 34Н2
Бенз(a) пирен C20H12 - твёрдое кристаллическое вещество желтого цвета с температурами плавления 179 С и кипения 500-570С. Поэтому в газовом тракте котлов Б(а) П в зависимости от температуры процессов сгорания может находиться в газообразном, жидком (аэрозоли) или твёрдом состояниях.
.4 Очистка газов от загрязняющих веществ
1.4.1 Очистка топочных газов от диоксида серы
Уменьшение содержания серы в топочных газах может достигаться разными методами: использованием малосернистых углей, предварительным удалением серы из угля, снижением количества серы, выделяющейся в газовую фазу при горении (связывание серы, например, в сульфат кальция), удалением серы из топочных газов, предварительной переработкой нефти, угля, сланца в жидкое или газообразное горючее (с удалением серы). Поскольку наиболее широко в мировой практике применяются методы обессеривания топочных газов и предварительное удаление серы из нефти и у?/p>