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
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
- Марьиванна, но ведь эти школьные знания никогда в жизни мне не пригодятся.
- Твой папа, Вовочка, тоже так думал, поэтому и наделал столько ошибок в твоем домашнем задание.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru