Реферат: Образование оксидов азота - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Образование оксидов азота

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 255 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Теория образования оксидов азота при горении. Условия образования оксидов при гор ении до сих пор не разработаны в дост аточной мере и требуют глубокой проработки весьма сложной химической кинетики процесса в сочетании с детальным изучением тепломас сообмена и его влияния на кинетику . В 1960-70 гг . в большинстве публикаций в к ачестве основной модели образования NO принималась “т ермическая” схема . Согласно этой схеме выход NO определяется реакцией между атомо м кислорода и молекулой азота . При этом количество атомарного кислорода определяется д иссоциацией молекулы О 2 . Эти про цессы имеют очень большой энергетический барьер Е = 561 кДж / моль и , следовательно , определяются температурой п роцесса . Однако исследования за последние 20 лет показали : · образование NO в пламенах имеет место не после окончания реакции горения , а не посре дственно в зоне горения и зависит от ряда других химич еских реакций в пламенах . При этом собстве нно образование NO происходит не то лько в результате реакции атомарного кислород а с молекулой азота , но и в ряде д ругих ; · образование О в пламенях происходит не только за счёт диссоциации О 2 , но и в ряде других р еакций , концентрация атомарного кислорода в з оне горения на 1-2 порядка выше равновесного , определяемого из условий диссоциации молекуляр ного кислорода и в пламенах углеводородов составляет 0,4-0,8% ; · максимальная температур а в ядре зоны горения существенно ниже расчётной теоретической вследствие наличия све рхравновесных концентраций промежуточных продуктов реакций и теплообменных процессов ; · зависимость выхода NO от температуры значительно слабе е , чем это предполагалось ранее. К настоящему времени приближенно до детальной разработки процесса можно отметить 3 основных группы ис точников образования оксида азота при горении , которые рассмотрим ниже. “Термические” оксиды азота. Условия протекания це пной реакции окисления атмосферного азота свободным кислоро дом при горении , формальная кинетика которой описывается уравнением : , В результате ряда работ различных учё н ных было получено уравнение для равн овесного количества NO . Темпер атура , К 300 700 800 1800 2500 Равновесная концентр ация , [ CNO ], мг.м ^3 0,00127 0,38 2,54 4700 31700 Так же была разработана цепная схема окисления азота , в которой активную роль играют свободные атомы кислорода и азота : При этом концентрация атомарного кислород а остается неизменной , а скорость процес са определяется реакцией 2 схемы. Энергетический барьер этой реакции склады вается из двух составляющих : а ) энергии , требующейся на образование одного атома кислорода (Е 1); б ) энергии активации реакции атома кис лорода с молекулой азота (Е 2); Таким образом, Е =Е 1+Е 2=494 /2+314=516 кДж / моль. Так как энергия активация этой реакци и очень высока , то она предопределяет искл ючительно сильную зависимость скорости образован ия оксида азота от температуры. Так же стоит отметить , чт о концентрация оксидов азота линейно увеличив ается с увеличением концентрации атомарного к ислорода и экспоненциально с увеличением темп ературы. На основе имеющихся научных исследований были сформулированы методы подавл ения образования “термических” NO п утем снижения скорости реакции их образования : · снижение общего уро вня температур в топке путем рециркуляции продуктов сгорания с Т <400 C , подачи пара и воды в зону горен ия и в дутьевой воздух ; · снижение максимальных локальных температур в топке путё м усиленной подачи газов рециркуляции , пара и воды в зоны максимальных температур (впрыск воды , пара в отдельные зоны факела , по дача газов рециркуляции по оси , усиленная подача газов рециркуляции в центральные горел ки ) ; · уменьшение максимальной температ уры и содержания кислорода в зоне максимальных температур путем организац ии ступенчатого горения ; · уменьшение общего и збытка окислителя в пределах , допустимых по условиям начала быстрого увеличения выхода продуктов неполного горения С , СО , С 20Н 12. Обра зование “быстрых” оксидов азота. Для получения равновесных концентраций NO при горе нии стехиометрической метановоздушной смеси треб уется период времени около 10 ^-2---10^-3 с , однако время горе ния составляет 10 ^-4 с . Вместе с тем в углеводородных п ламенах в отличие от пламен Н 2 и СО непосредственно в зоне горения обнаружива ется достаточно высокие концентрации NO . С . Фенимор на основание ряда реакций сделал предположение , что быстрое образовани е NO объяс няется связыванием молекул азота радикалами С Н и С 2 в ре акциях с очень малы ми энергетическими затратами : Так же многие учёные проводили опыты и соответствующие измерения по данному в опросу и благодаря им можно отметить , ч то быстрое образование оксида азота в о фронте пламени - явление , органически связанн ое с горением и присуще пламенам углеводо родов и углесодержащих топлив . С точки зре ния минимизации выхода NOx перспективным топливом является водород , в пламенах котор ого о бразуется оксида азота на порядо к меньше по сравнению с пламенами метана и оксида углерода . Задача снижения “быстр ых” NOx по ка не решена. Так же анализ работ , проведенные Н.А . Гуревичем , В.Г . Ляскоронским , И.Я . Сигалом , поз воляют сделать сделать следующие выводы. Быстрое окисление азота во фронте пла мени является достоверным и надежно установле нным фактом . Явление хорошо воспроизводится в лабораторных условиях независимо от разнообр азия используемых для его наблюдения горелочн ых устройств и типов пламени. Н аиболее характерными признаками быст рого окисления азота в пламенах служат : а ) кратковременность процесса , в результат е чего зона образования NO локали зована на сравнительно небольшом участке фрон та ламинарного пламени ; б ) слабая зависимость выхода NO от темпе ратуры горения ; в ) сильная зависимость выхода NO от соотношения топливо-воздух ; “Быстрые” оксиды азота образуются непосре дственно во фронте ламинарного пламени , на участке , составляющем около 10% ширины фронта пламени . Причем процесс образования нач ин ается уже у передней границы фронта пламе ни в области температур около 1000 К. Наиболее вероятным механизмом образования “быстрых” NO является механизм С . Фенимора с уча стием углеводородных радикалов , хотя дополнительн ая проверка его является необходимой. Образование “топливных” оксидов азота. Работы различных ученых показали , что азотсодержащие соединения , входящие в состав топлив , также являются источником образования оксидов азота , поступающих в атмосферу с продуктами сгорания. В России особое значен ие изучение механизма образования “топливных” оксидов аз ота имеет в связи с проблемой сжигания Канско-Ачинских ( Np =0,6-1,1%) и некоторых других бурых углей . Сжигание их осуществляется при весьма ни зких температурах (1600-1700) К , при которых выход “термиче ских” NOx невелик , а выход “топливных” NOx приобретает существенное значение (при 1600 К он может составлять до 75% общего выхо да NOx ) . Некоторые данные о содержани е связанного азота в топлива , применяемых на территории бывшего СССР , приведены в сл едующих таблицах : (Содержание азо та в углях некоторых месторождений ). Местор ождение Марка угля N г , % Донецк ое Кузнецкое Кузнецкое Кузнецкое Нерюнгринское Экибастузское Печорское Березовское АШ Т 2СС ГЖ СС СС Д БЗ 0,8 2,1 1,9 2,2 1,0 1,2 2,7 0,95 (Содержание а зота в жидком топл иве , %) Топлив о N г ,% Топочный мазут Сланцевое масло Моторное Дизельное Газотурбинное : лёгкое тяжелое 0,30-0,50 0,14-0,50 0,12-0,13 0,007-0,01 0,02-0,03 0,07-0,09 Топливные NOx образуются из аз отосодержащих соединений топлива при продув ании его горячим воздухом уже при темпера туре 900-1000 К . Во всяком случае при температур ах 1000-1400 К на начальном участке факела , где происходит воспламенение и горение летучих , обнаруживается значительный выход NOx . Если бы всё количество азота, со держащегося в топливе , окислялось до NO , то только за счёт топливного азота могло бы образов аться при горении углей до 2-4 г / м ^3 , при горении мазута до 0,5-1,0 г / м ^ 3. В действите льных процессах лишь некоторая часть топливно го азота переходит в оксиды аз ота . Азотосодержащие соединения в углях состоит из аминов , пептидов , аминокислот и др . Пр и нагреве угля в корне факела в зоне выхода летучих обнаруживаются пиридины , хино лины и другие смолистые вещества , аммиак . Значительная часть азотосодержащих соединен и й , однако , переходит не в эти соеди нения , а в более прочные - нитриды и др . Однако поскольку для превращения топливного азота , входящего в такие соединения , как пиридины , хинолины , нитробензол , нитроамины , ам миак и некоторые другие , а также на об разование NO , требуется меньшая энергия , чем энергия расщепления молекулы N 2 , образование существенных количеств NO даже при сравнительно невысоких температурах (1300-1400 С ) вполн е возможно. Параллельно описанной выше одной из т еорий , проходили и другие изучения н а основании которой были сделаны следующие выводы : Азотосодержащие соединения топлива при го рении частично окисляются до NO , и влияние этого процесса на общее содержание оксида азота в продуктах сгор ания должно быть учтено. Влияние топливных NOx на общий выброс оксида азота более существенно при низких температурах процесса горения ( Tmax <1800 K ) , например , при сжигании низкокачествен ных углей , особенно при сжигании топлива в кипящем слое , при горении мазута , антраци тов и других высокореакционных топлив в крупных топливосжигающих установках влияние топливных NOx меньше. Образование топливных оксидов азота проис ходит на начальном участке факела , в облас ти образования “быстрых” NO и до образование “термических” NO . Степень перехода азотосодержащих соединений топлива в NO уменьшается с увеличением концентрации азота в топливе . О днако абсолютный выход NO при большем содержании азота топлива будет выше. Степень перехода азотосодержащих соединений топлива в NO быстро нарастает с увеличением коэффициента избытка. В ыход топливных NO сравни тельно слабо (особенно по сравнению с терм ическим NO ) зависит от температуры процесса. Вид азотосодержащего соединения и содержа ние кислорода в топливе не оказывают влия ния на выход топливных NO . Из способов снижения образования “то пливных” NOx наиболее подробно испытаны методы ступ енчатого сжигания топлива. Выводы . Выше было показано , что оксид азота может образоваться по трём известным механ измам : “термическому” , в результате диссоциации молекул на атомы и радикалы и последующ его окисления молекул азота , он исходи т из значительной зависимости выхода NO от температуры , что качественно подтвержд ается исследованиями на крупных промышленных установках ; “быстрому” , действующему в начале зоны горению , в основу которого положены реак ции с участием радикалов СН , СН 2, о н определяет минимальный выход NO при горении газового топлива , слабо за висит от температуры и сильно от структур ы молекулы топлива ; “топливному” , зависящему от содержания аз ота в топливе и избытка воздуха. Образование диоксида азота в процес сах горения. В течении ряда лет существовало мнени е , что оксиды азота образуются в процессах горения в виде монооксида азота и ли шь после выхода из дымовой трубы доокисля ются в диоксид . Однако при сжигании богаты х смесей и при сжига нии газовоздушных смесей , по составу близких к стехиометрич еским , было зафиксировано в предпламенной зон е до 14 мг / м ^ 3 дио ксида азота . Во фронте пламени существенных количеств NO 2 обнаружить не удалось , что можно объяснить разложением NO 2 в ходе реакции : Так же не исключены и другие реак ции разложения NO 2 . Образование NO начинается на ра сстоянии 1 мм от видимого фронта пламени и достигает максимума во фронте пламени . О тношение NO 2/ NO уменьшается с по вышением температуры . Разложение NO 2 прои сходит за период = 4*10 ^-3 с на отрезке длинной 1 мм от начальной границы видимого фронта пламени . Зона разложения предпламенной NO 2 во фронте пламени совпадает с зоно й образования “б ыстрых” NO , т.е зоной интенсивного нарастания концентраций оксида азота . Эффект разложения NO 2 в факеле извес тен и начинает использовать с целью очист ки газов , содержащих высокие концентрации NO 2 (отходящие газы химической и други х отраслей промышленности ). Процесс доокисления NO в NO 2 в пламенах молекулярным кислородом име ет высокую энергию активации реакций и бо льшое время реагирования , поэтому существенных количеств NO 2 он дать не может . Из двух наиболее вероятных окислителей NO в NO 2 (атомарный кислоро д и пероксидный радикал - HO 2 ) практически значение имеет лишь НО 2 . Доокисление NO в NO 2 происходит за сч ёт реакции с пероксидным радикалом и имее т место при сильном охлаждении пламен изб ыточным воздухом и водоохлаждаемыми поверхностям и нагрева : “Время жизни” НО 2 составляет от 10 ^-4 с до (2-3)*10 ^-2 с . Процесс окисления лимитируется только количеством Н O 2 , так как концентрация NO сущест венно выше , чем радикальность Н O 2 . В области минимальных температур в зо не горения при содержании NO в продуктах сгорания 100-120 мг / м ^ 3 время реагирования не превышает 10 ^-4 с , т.е можно считать , что при наличии Н O 2 NO практически мг новенно переходит в NO 2 и только н едостаточное количе ство Н O 2 препят ствует полному доокислению NO в NO 2 . Всё количество пероксидного радикала , вынесенного из зоны горения в результате диффузионного процесса в предпламенную и послепламенную области , прореагирует с образованием NO 2 . Критическая температура , ниже которой происходит образование N О 2 в пламенах , равна 977 К . Резкое охлаждение продуктов сгорания имеет ме сто в частности , в малых отопительных котл ах . Время , необходимое для достижения частицей , находящейся во фронте пламени , наиболее удаленной экран ной поверхности , невелико и составляет 0,10-0,12 с , что создает благоприятные условия для образования пероксидных радикалов и способствует образованию значительных коли честв диоксида азота в продуктах сгорания топлива в отопительных котлах. С уменьшением мощности котла соде ржание NO 2 в продуктах сгорания возрастает , что объясняе тся рядом факторов , но прежде всего : а ) большим коэффициентом избытка воздуха ; б ) более интенсивным охлаждением зоны горения.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Здравствуйте, меня зовут Вадим.
- Очень приятно!
- Это ненадолго.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru