Дымовые газы - Flue gas

Дымовой газ из Лондона Бэнксайд Электростанция, 1975

Дымовые газы это газ выход в атмосферу через дымоход, представляющий собой трубу или канал для отвода выхлопных газов от камина, печи, печь, котел или же парогенератор. Довольно часто дымовые газы относятся к горение выхлопные газы производятся на электростанции. Его состав зависит от того, что сжигается, но обычно он состоит в основном из азот (обычно более двух третей), получаемых при сгорании воздуха, углекислый газ (CO
2), и водяной пар а также избыток кислород (также поступает из воздуха для горения). Кроме того, он содержит небольшой процент ряда загрязняющих веществ, таких как твердые частицы (подобно сажа ), монооксид углерода, оксиды азота, и оксиды серы.[1]

Большинство ископаемых видов топлива сжигается с окружающим воздухом (в отличие от сжигания с чистым воздухом). кислород ). Поскольку окружающий воздух содержит около 79 об.% Газообразных азот (N2),[2] который по существу негорючий, большая часть дымовых газов от сжигания ископаемого топлива составляет несгоревший азот. Углекислый газ (CO2), следующая по величине часть дымового газа, может составлять до 10-25 объемных процентов или более дымового газа. За ним следует по объему водяной пар (H2О) создается за счет сгорания водорода в топливе с кислородом воздуха. Большая часть дыма, вылетающего из дымовые трубы образует ли водяной пар облако при контакте с холодным воздухом.

Типичный дымовой газ от сжигания ископаемого топлива содержит очень небольшое количество оксиды азота (NOx), диоксид серы (ТАК2) и твердые частицы.[3] Оксиды азота получаются из азота в окружающем воздухе, а также из любых азотсодержащих соединений в ископаемом топливе. Диоксид серы получают из любых сера -содержащие соединения в топливе. Твердые частицы состоят из очень мелких частиц твердых материалов и очень мелких капель жидкости, которые придают дымовым газам дымный вид.

Парогенераторы в целом электростанции и процесс печи в большом нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимический и химические заводы, и мусоросжигательные заводы сжигают значительное количество ископаемого топлива и, следовательно, выбрасывают большое количество дымовых газов в окружающую атмосферу. В таблице ниже представлены общие количества дымовых газов, обычно образующихся при сжигании ископаемого топлива, такого как натуральный газ, горючее и каменный уголь. Данные были получены стехиометрический[4] расчеты.[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).

Чистка

Перед обессеривание дымовых газов установлено, выбросы от Четыре угла генерирующей станции, Нью-Мексико содержал чрезмерное количество диоксид серы.

На электростанциях дымовой газ часто обрабатывается с помощью ряда химических процессов и скрубберы, удаляющие загрязняющие вещества. Электрофильтры или же тканевые фильтры удалить твердые частицы и обессеривание дымовых газов фиксирует диоксид серы производится за счет сжигания ископаемого топлива, особенно угля. Оксиды азота обрабатывают либо модификациями процесса сгорания для предотвращения их образования, либо высокой температурой или каталитической реакцией с аммиак или же мочевина. В любом случае целью является получение газообразного азота, а не оксидов азота. В США стремительно внедряются технологии удаления Меркурий из дымовых газов - обычно поглощение на сорбентах или путем улавливания инертными твердыми частицами в составе обессеривание дымовых газов товар. Такая очистка может привести к значительному извлечению серы для дальнейшего промышленного использования.[6]

Технологии, основанные на регенеративном захвате амины для удаления CO
2 из дымовых газов были развернуты для обеспечения высокой чистоты CO
2 газ для пищевой промышленности и для повышенная нефтеотдача. Сейчас они активно исследуются как метод для CO
2 захват на длительное хранение как средство восстановление парниковых газов, и начали реализовываться в ограниченных масштабах на коммерческой основе (например, Поле Слейпнера Вест в Северное море, работает с 1996 г.).[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.[нужна цитата ]

Состав выбросов дымовых газов от сжигания ископаемого топлива

Выхлопные дымовые газы, образующиеся при сжигании ископаемого топлива (в метрических единицах СИ и в традиционных единицах США)
Данные о горенииТопливный газГорючееКаменный уголь
Свойства топлива:
Общая калорийность, МДж / м343.01
Общая теплотворная способность, BTU / scf1,093
Калорийность брутто, МДж / кг43.50
Теплотворная способность брутто, британских тепловых единиц / галлон[нечеткий]150,000
Калорийность брутто, МДж / кг25.92
Полная теплотворная способность, британских тепловых единиц / фунт11,150
Молекулярный вес18
Удельный вес0.9626
Сила тяжести, ° API15.5
Углерод /водород соотношение по весу8.1
вес% углерода61.2
% по весу водорода4.3
масса % кислород7.4
вес% серы3.9
вес% азота1.2
масса % пепел12.0
масса % влага10.0
Воздух для горения:
Избыток воздуха для горения,%121520
Влажные отходящие дымовые газы:
Количество мокрого выхлопной газ, м3/ ГДж топлива294.8303.1323.1
Количество влажных выхлопных газов, куб.фут / 106 БТЕ топлива11,60011,93012,714
СО2 во влажных выхлопных газах, об.%8.812.413.7
О2 во влажных выхлопных газах, об.%2.02.63.4
Молекулярный вес влажных выхлопных газов27.729.029.5
Сухие отходящие дымовые газы:
Количество сухих выхлопных газов, м3/ ГДж топлива241.6269.3293.6
Количество сухих выхлопных газов, куб.фут / 106 БТЕ топлива9,51010,60011,554
CO2 в сухом выхлопном газе, об.%10.814.015.0
О2 в сухом выхлопном газе, об.%2.52.93.7
Молекулярный вес сухих выхлопных газов29.930.430.7
м3 - стандартные кубические метры при 0 ° C и 101,325 кПа, а scf - стандартные кубические футы при 60 ° F и 14,696 фунт / кв.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дымовые газы от сжигания ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012.
  2. ^ Сера В архиве 28 октября 2012 г. Wayback Machine К. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011.[требуется проверка ]
  3. ^ Дымовые газы от сжигания ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012.[требуется проверка ]
  4. ^ «Технологии - Технологии и инновации - statoil.com». www.statoil.com. Архивировано из оригинал на 2009-12-16. Получено 2017-12-09.[требуется проверка ]
  5. ^ Ошибка цитирования. См. Встроенный комментарий, как исправить.[требуется проверка ]
  6. ^ Сера В архиве 28 октября 2012 г. Wayback Machine К. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011.
  7. ^ «Технологии - Технологии и инновации - statoil.com». www.statoil.com. Архивировано из оригинал на 2009-12-16. Получено 2017-12-09.