4.Теория образования сажистых частиц при сжигании органического топлива.

Сажевые частицы – это продукты неполного сгорания, в состав которых входит на 98% углеводород, остальное – водород, входящий в состав сажи или сопутствующих ей сложных углеводородов. В конгломерате, состоящем из золы, кокса и сажи, могут также находиться соединения ванадия, натрия, серы, оксида железа и серы.

Сажа– тв. частицы размером от 0,04 (канальная сажа) до 0,2 мкм (термическая сажа).При движении в потоке частицы сажи могут увеличиваться за счет образ-я агрегатов, размер ко-х 10 мкм и более. Кроме того, что сажа яв-ся недожогом, т.е. происходит потеря углеводородов, она обладает вредными св-ми, что объясняется присутствием в ней сложных углеводор-ов типа Б(а)П.

Сажа практически всегда присутствует в дымовых газах, прежде всего, за счет большего, чем нужно кол-ва окислителя в зоне горения. Кол-во сажистых частиц зависит от способа и от качества смешения топлива с окислителем. Сущ-ют и технические факторы, которые влияют на образ-е сажи:

-объем топочного пространства;

- форма топочной камеры;

- степень экранирования топки;

- степень расплывания топлива.

Та. частицы, попадая в атм-ру, нах-ся в ней в виде пылей, аэрозолей, летучей золы, коксовых частиц. Тв. частицы составляют около 10% от общей массы техногенных загрязнителей атм-ры, но ущерб от них яв-ся значимым. Тв. частицы поражают легкие человека, снижают прозрачность атм-го воз-ха, увеличивают кол-во осадков, туманов, влияют на почву и растительность. Основной вклад в загрязнение атм-ры вносят частицы размерами от 0,1 до 10 мкм.

С ледует отметить, что до сих пор нет единой теории образования сажи. Классической теорией является теория Теснера. В основе реакции образования лежат процессы полимеризации:

НС  С – С = С – С  СН  Н – С =С – С = С – С = СН  зародыш сажи

молекула сажи образуется в результате дальнейшего роста зародыша сажи.

Образование сажи и кокса в ходе топочного процесса происходит параллельно, поэтому образуется на поверхности нагрева конгломерат, собственно сажи и мелкодисперсного кокса, назыв-го котельной сажей.

5. Теория образования газообразного недожога в топках котлов

Горение жидкого топлива начинается с присоединения к углероду ки­слорода и образования спиртов и альдегидов. Последние расщепляются или окисляются с образованием формальдегида (НСНО), который при недостатке кислорода распадается с образованием СО. Кроме того, при сжигании любых углеводородных топлив в качестве промежуточных продуктов (радикалов) образуются СН, НСО и т. п., через которые также возможно образование ок­сида углерода.

Завершающими реакциями горения углеводорода (в углеводородных топливах) является образование СО и его переход в СО₂.

Характерные причины образования СО:

1. Отсутствие окислителя или его недостаток в высокотемпературной ре­акционной зоне.

2. Некачественное смешение горючего и окислителя.

3. Неудач­ная конструкция горелочного устройства.

4. Снижение температуры в реакци­онной зоне (или недостаточное время пребывания в реакционной зоне).

5. Слишком большая степень экранирования топки при малом ее объеме.

6. Большой коэффициент избытка воздуха.

7. Неудачное расположение горелочных устройств и колосниковой решетки.

8. Касание пламенем холодных по­верхностей нагрева и т. п.

Оксид углерода очень стабилен и в атмосферном воздухе может нахо­диться до 4 месяцев. Суммарная эмиссия СО только в результате деятельно­сти человека составляет около 300 млн т/год, т.е. 20 % всех выбросов СО, поступающих в атмосферу.

Оксид углерода не влияет отрицатель­но на металлы и другие строительные материалы, не оказывает вредного воз­действия на жизнедеятельность растений при концентрации менее 125 мг/м .

Воздействие угарного газа СО на организм человека общеизвестно. Гемоглобин крови НЬ имеет в 210 раз большее родство с СО, чем с кислоро­дом. Таким образом, СО активнее взаимодействует с гемоглобином (в 200 раз и более), образуя карбоксигемоглобин крови СО(НЬ), который снижает поступление кислорода к клеткам организма. Вторичный эффект воздействия СО(НЬ) состоит в том, что он мешает реализации кислорода, пе­реносимого остальным гемоглобином.