Дымовой газ - это газ, выходящий в атмосферу через дымоход , который представляет собой трубу или канал для отвода выхлопных газов из камина, печи, печи , котла или парогенератора . Довольно часто, топочный газ относится к сгорания выхлопного газа , производимого на электростанциях . Его состав зависит от того, что сжигается, но обычно он состоит в основном из азота (обычно более двух третей), полученного при сгорании воздуха, диоксида углерода ( CO
2), и водяной пар, а также избыток кислорода (также полученный из воздуха для горения). Кроме того , он содержит небольшой процент от целого ряда загрязняющих веществ, таких как твердые частицы (например , сажа ), окись углерода , оксиды азота и оксиды серы . [1]
Большинство ископаемых видов топлива сжигается с окружающим воздухом (в отличие от сжигания с чистым кислородом ). Поскольку окружающий воздух содержит около 79 об.% Газообразного азота (N 2 ) [2], который по существу негорючий, большая часть дымовых газов, образующихся при сжигании большинства видов ископаемого топлива, составляет несгоревший азот. Двуокись углерода (CO 2 ), следующая по величине часть дымовых газов, может составлять до 10-25 объемных процентов или более дымовых газов. За ним следует по объему водяной пар (H 2 O), образующийся при сгорании водорода в топливе с атмосферным кислородом. Большая часть дыма выходит из дымовых труб. образует ли этот водяной пар облако при контакте с холодным воздухом.
Типичный дымовой газ от сжигания ископаемого топлива содержит очень небольшое количество оксидов азота (NOx), диоксида серы (SO 2 ) и твердых частиц . [3] Оксиды азота получают из азота в окружающем воздухе, а также из любых азотсодержащих соединений в ископаемом топливе. Диоксид серы образуется из любых содержащих серу соединений в топливе. Твердые частицы состоят из очень мелких частиц твердых материалов и очень мелких капель жидкости, которые придают дымовым газам дымчатый вид.
Парогенераторы на крупных электростанциях и технологические печи на крупных нефтеперерабатывающих , нефтехимических и химических заводах , а также в мусоросжигательных установках сжигают значительное количество ископаемого топлива и, следовательно, выбрасывают большие количества дымовых газов в окружающую атмосферу. В таблице ниже представлены общие количества дымовых газов, которые обычно образуются при сжигании ископаемых видов топлива, таких как природный газ , мазут и уголь . Данные получены стехиометрическим [4] расчетом. [5]
Общее количество влажных дымовых газов, образующихся при сжигании угля, всего на 10 процентов больше, чем дымовых газов, образующихся при сжигании природного газа (соотношение для сухих дымовых газов выше).
Очистка [ править ]
На электростанциях дымовой газ часто обрабатывается с помощью ряда химических процессов и скрубберов , которые удаляют загрязняющие вещества. Электростатические фильтры или тканевые фильтры удаляют твердые частицы, а десульфуризация дымовых газов улавливает диоксид серы, образующийся при сжигании ископаемого топлива, особенно угля. Окислы азота обрабатывают либо модификациями процесса горения для предотвращения их образования, либо высокой температурой или каталитической реакцией с аммиаком или мочевиной . В любом случае целью является получение газообразного азота, а не оксидов азота. В США быстро внедряются технологии удаления ртути.из дымовых газов - обычно путем абсорбции на сорбентах или улавливания инертными твердыми частицами в составе продукта десульфуризации дымовых газов . Такая очистка может привести к значительному извлечению серы для дальнейшего промышленного использования. [6]
Технологии, основанные на регенеративном улавливании аминами для удаления CO
2из дымовых газов были развернуты, чтобы обеспечить высокую чистоту CO
2газ для пищевой промышленности и для увеличения нефтеотдачи . В настоящее время они активно исследуются как метод определения CO.
2улавливание для долгосрочного хранения в качестве средства восстановления парниковых газов , и начали внедряться в ограниченных масштабах в коммерческих целях (например, месторождение Sleipner West в Северном море , работающее с 1996 года). [7]
В настоящее время доступен ряд проверенных технологий удаления загрязняющих веществ, выбрасываемых электростанциями. Также ведутся активные исследования технологий, которые позволят удалять еще больше загрязнителей воздуха. [ необходима цитата ]
Состав выбросов дымовых газов от сжигания ископаемого топлива [ править ]
| Данные о горении | Топливный газ | Горючее | Каменный уголь |
|---|---|---|---|
| Свойства топлива: | |||
| Калорийность брутто , МДж / м 3 | 43.01 | ||
| Брутто теплотворная способность , БТЕ / куб. Фут. | 1,093 | ||
| Калорийность брутто, МДж / кг | 43,50 | ||
| Брутто теплотворная способность, британские тепловые единицы / галлон [ неточно ] | 150 000 | ||
| Калорийность брутто, МДж / кг | 25,92 | ||
| Полная теплотворная способность, БТЕ / фунт | 11 150 | ||
| Молекулярный вес | 18 | ||
| Удельный вес | 0,9626 | ||
| Плотность , ° API | 15.5 | ||
| Соотношение углерод / водород по массе | 8.1 | ||
| % углерода по массе | 61,2 | ||
| % по весу водорода | 4.3 | ||
| вес% кислорода | 7,4 | ||
| % серы по массе | 3.9 | ||
| % по весу азота | 1.2 | ||
| вес% золы | 12.0 | ||
| вес% влаги | 10.0 | ||
| Воздух для горения: | |||
| Избыточный воздух для горения,% | 12 | 15 | 20 |
| Влажные отходящие дымовые газы: | |||
| Количество влажных выхлопных газов , м 3 / ГДж топлива | 294,8 | 303,1 | 323,1 |
| Количество влажных выхлопных газов, куб.фут / 10 6 БТЕ топлива | 11 600 | 11 930 | 12 714 |
| CO2 во влажных выхлопных газах, об.% | 8,8 | 12,4 | 13,7 |
| O 2 во влажных выхлопных газах, об.% | 2.0 | 2,6 | 3,4 |
| Молекулярный вес влажных выхлопных газов | 27,7 | 29,0 | 29,5 |
| Сухие отходящие дымовые газы: | |||
| Количество сухого выхлопного газа, м 3 / ГДж топлива | 241,6 | 269,3 | 293,6 |
| Количество сухих выхлопных газов, куб.фут / 10 6 БТЕ топлива | 9 510 | 10 600 | 11,554 |
| CO 2 в сухом выхлопном газе, об.% | 10,8 | 14.0 | 15.0 |
| O 2 в сухом выхлопном газе, об.% | 2,5 | 2,9 | 3,7 |
| Молекулярный вес сухих выхлопных газов | 29,9 | 30,4 | 30,7 |
- м 3 - стандартные кубические метры при 0 ° C и 101,325 кПа, а scf - стандартные кубические футы при 60 ° F и 14,696 фунт / кв.
См. Также [ править ]
- AP 42 Сборник коэффициентов выбросов загрязнителей воздуха
- Улавливание и хранение углерода
- Стандарт выбросов
- Выхлопной газ
- Дымовые трубы
- Дымовой газ в топливо
- Обессеривание дымовых газов
- Комбинированный цикл интегрированной газификации (часто называемый IGCC)
- Свалочный газ
Ссылки [ править ]
- ^ Дымовые газы горения ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012.
- ↑ Sulphur. Архивировано 28 октября 2012 г. в Wayback Machine C. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011 г. [ необходима проверка ]
- ^ Дымовые газы горения ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012. [ требуется проверка ]
- ^ «Технологии - Технологии и инновации - statoil.com» . www.statoil.com . Архивировано из оригинала на 2009-12-16 . Проверено 9 декабря 2017 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )[ требуется проверка ]
- ^ Ошибка цитирования. См. Встроенный комментарий, как исправить. [ требуется проверка ]
- ↑ Sulphur. Архивировано 28 октября 2012 г., в Wayback Machine C. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011 г.
- ^ «Технологии - Технологии и инновации - statoil.com» . www.statoil.com . Архивировано из оригинала на 2009-12-16 . Проверено 9 декабря 2017 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
