- •Федеральное агентство по образованию
- •В.А. Яблоков теория горения и взрывов
- •Содержание
- •Глава 1. Теоретические основы процесса горения 3
- •Глава 2. Особенности горения газов, жидкостей и твердых веществ 11
- •Глава 3. Механизм горения 21
- •Глава 4. Взрывчатые вещества 29
- •Глава 5. Топливо 33
- •Глава 6. Экологические проблемы 50
- •Глава 1
- •1.1. Некоторые понятия и определения
- •1.2. Вспышка и воспламенение гомогенных и гетерогенных систем
- •1.3. Пламя
- •1.4. Кинетическая и диффузионная области горения
- •Глава 2
- •2.1. Особенности горения газов
- •2.2. Особенности горения жидкостей
- •2.3. Теория теплового воспламенения
- •2.4. Основы теории цепных реакций
- •Глава 3
- •3.1. Механизм горения водорода в кислороде
- •3.2. Механизм горения оксида углерода (II)
- •3.3. Механизм горения метана
- •3.4. Механизм горения углерода
- •Глава 4
- •4.1. Характеристика процессов протекающих при взрыве
- •4.2. Практическое использование взрывов
- •Глава 5
- •Классификация топлива
- •5.1. Важнейшие свойства топлива
- •5.2. Важнейшие компоненты топлива
- •5.3. Теплотворная способность топлива
- •5.4. Твердое топливо
- •5.5. Жидкое топливо
- •5.6. Мировые запасы нефти
- •5.7. Переработка нефти
- •Дизельное топливо
- •Глава 6
- •6.1. Токсическое воздействие загрязняющих веществ
- •6.2. Предельно допустимые концентрации (пдк) примесей
- •Пдк некоторых вредных примесей в атмосфере на территории России
- •Твердые частицы
- •6.3. Кислотные дожди
- •6.4. Канцерогенные вещества
- •6.5. Образование оксидов азота при сжигании топлива
6.2. Предельно допустимые концентрации (пдк) примесей
В таблице 8 приведены значения ПДК для наиболее вредных примесей в атмосфере. Кроме величин ПДК, для них используется т.н. класс опасности вещества. Чем меньше значение класса опасности, тем более вредным для организма является данное вещество.
Т а б л и ц а 8
Пдк некоторых вредных примесей в атмосфере на территории России
Вещество |
Класс опасности |
ПДК, мг/м3 |
|
Максимальная разовая |
Среднесуточная |
||
СО |
4 |
3,0 |
1,0 |
SO2 |
3 |
0.5 |
0.05 |
Сажа |
3 |
0,15 |
0,05 |
NO и NO2 |
2 |
0.085 |
0.085 |
Бен(а)пирен |
1 |
|
0,1мкг/100м3 |
Следует отметить, что топливо представляет собой опасность для окружающей среды и человека не только вследствие сжигания и образования вредных веществ. Вредное воздействие начинается уже на стадии его добычи и транспортировки.
Твердые частицы
Твердые частицы делятся на пыль, дым (золу) и сажу.
Пыль представляет собой само горючее вещество или другое, не являющееся топливом (например, цемент).
Дым образуется при сжигании топлива и представляет собой золу. Зола – это несгоревшие минеральные (неорганические) примеси топлива. Зола образуется только от сжигания твердого топлива, и ее выбросы зависят от содержания балласта в топливе. Размеры частиц в дыме значительно меньше, чем в пыли и могут достигать величин от 5 мкм до менее чем 0,1 мкм. Частицы таких размеров образуют довольно устойчивые к оседанию аэрозоли, распространяющиеся на очень большие расстояния.
Сажа является продуктом неполного сгорания углеводородного топлива и представляет собой углерод в высокодисперсном состоянии.
Основными источниками выбросов твердых частиц являются электростанции, промышленные и отопительные котельные, металлургические и цементные заводы, рудообогатительные и углеобогатительные предприятия.
Природными источниками выбросов твердых частиц являются вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары, испарения морской соли.
Около 60% всех аэрозолей при сжигания угля составляют твердые частицы, в основном зола и пыль. В меньших количествах образуется сажа и канцерогенные вещества. Выброс золы зависит от содержания минеральной части в топливе, конструкции топочного устройства и эффективности системы улавливания твердых частиц.
Основным видом твердых частиц при сжигании жидкого топлива является сажа. Ее содержание в выбросах зависит от конструкции и регулировки топочного устройства или двигателя, а также от коэффициента избытка воздуха. Последний представляет собой отношение количества воздуха, подаваемого на сгорание топлива, к его стехиометрическому количеству. Автомобильный транспорт – основной источник загрязнения твердыми частицами в крупных городах. Крупные предприятия, перечисленные выше как основные загрязнители, обычно выведены за пределы жилых зон. В городской зоне часто расположены крупные котельные и ТЭЦ, которые также являются основными источниками загрязнения городов.
Выбросы сажи при сжигании газового топлива на несколько порядков ниже, чем при сжигании жидкого топлива.