9. Контроль повноти спалювання і забруднення довкілля окислами вуглецю і непрореагованимивуглеводнями.

Повнота згорання залежить від двох факторів - надлишку повітря і змішування палива з повітрям.

Природно, що в будь якому процесі горіння існує рівновага між вуглеводневим паливом, оксидом вуглеводню і киснем:

Кисень зсуває рівновагу вправо. В добре перемішаній системі, з надлишком повітря, концентрація неспалених вуглеводнів повинна бути менша концентрації CO. Тому, якщо тільки регулювати вміст CO, концентрація вуглеводнів обов'язково буде низькою. Отже, можна сказати, що контроль вмісту O₂в димовому газі означає контроль концентрації CO , який знаходиться в рівновазі з киснем.

Однак рівновага в значній мірі залежить від змішування. Недостача повітря в якому-небудь місці зони горіння може викликати виділення незгорілих вуглеводнів і CO. Неефективне розпилення, визване забиттям паливної форсунки , дає аналогічний вплив. Змішування також стає менш повним при малих навантаженнях, коли швидкість палива і повітря невеликі.

10. Контроль повноти спалювання і забруднення довкілля окислами азоту.

При високих температурах (>1650°С) молекули димового газу починають дисоціювати і розпадатися на йони. Виникає рівноважний стан, при якому йони азоту і кисню можуть з'єднуватись,утворюючи оксиди азоту. Утворення NO_n збільшується із збільшенням температури і тиску, а також при достатньому надлишку повітря.

Будь-яка модифікація чи регулювання форсунок, яка зумовить повне згоряння палива при меншому надлишку повітря, призведе і до зменшення вмісту NOx в димових газах. Отже, конструкція форсунок і їх справність - важлива умова зменшення забруднення навколишнього середовища оксидами азоту. А точний контроль надлишку повітря, поряд із зменшенням втрат тепла, також зменшує виділення NO_n.

Іншим контрольованим параметром, який має важливий вплив на утворення NO_n, є температура горіння. Зменшувати температуру в зоні горіння найкраще розбавленням палива димовим газом з якого вже використана значна частина тепла. Проблема в тому, що температура димового газу не є постійною, із підвищенням навантаження вона зростає, і тому відношення рециркуляційного димового газу до витрати повітря необхідно постійно регулювати.

Якщо на рециркуляцію⁵ направити близько 25% димового газу при температурі 260 °С, то температура полум'я зменшиться від 1650 до 1370 °С.

Рис. 3.13. Схема рециркуляції димового газу, з витратою пропорційною довитрати водяної пари.

Дослідженнями встановлено, що з допомогою рециркуляції димового газу можна зменшити виділення NO_n на 60% при спалюванні газу і на 20 % при спалюванні нафти , але при спалюванні вугілля рециркуляція неефективна. Деяка кількість NO_nбуде поглинатися разом з SO2 в мокрих скруберах, які встановлені нижче за потоком.

11. Контроль повноти спалювання і забруднення довкілля твердими частинками.

Проблема з частинками виникає лише при згорянні твердих палив. Частинки можуть бути твердими, гострими і пористими, здатними поглинати кислоту і вологу. Якщо температура димового газу падає нижче 150°С, то кислоти, що містяться в димовому газі, сконденсуються і викличуть сильну корозію⁸. Але при вловлюванні частинок з допомогою фільтра із різних матеріалів, для захисту більшості тканинних матеріалів необхідно, щоб температура була нижчою за 230°С. Тому такі фільтри встановлюють за підігрівачем повітря і роблять пропуск частини газу повз підігрівач, для забезпечення температури димового газу вище від 150°С. З допомогою періодичних продувок у зворотному напрямку або механічного струшування видаляють захоплені частинки.

Електрофільтри можна встановлювати до або після підігрівача повітря в залежності від питомого електричного опору частинок. Якщо вміст сірки в паливі великий (3% і більше), на частинках утворюється провідна плівка із кислоти, і вони стають хорошим провідником при температурі 150-200°С. Така температура є за підігрівачем. Для палив з меншим вмістом сірки електричний фільтр встановлюють як правило перед підігрівачем, де температура перевищує 230°С і забезпечується необхідна електропровідність частинок. Цей варіант більш вигідний, бо частинки не попадають в підігрівач. Електричні фільтри оснащуються контрольно-вимірювальними приладами, які підтримують необхідну напруженість і попереджують утворення коронного розряду . Шляхом періодичного струшування електродів видаляють захоплені частинки.

Пристрої типу труби Вентурі чи циклону чутливі до зміни швидкості, що ускладнює їх використання для очистки димового газу. Для пристосування їх до змінної витрати і відповідно до змінного перепеду тисків, деякі труби Вентуріобладнують регульованим вузьким січенням, площа якого автоматично змінюється так, щоб забезпечити постійний перепад тиску на звуженні і, отже, постійну швидкість.

Р ис.3.14. Схема підтримання заданої швидкості газу; циркуляція пропорційна до

навантаження котлоагрегату.

Після видалення частинок потоком з великою швидкістю, проводиться поглинання димових забруднень, наприклад двоокису сірки, за допомогою рухомої протитечії промивного середовища, яка рухається з невеликою швидкістю. Проходячи через скрубери, димовий газ охолоджується і насичується водою. У такому стані він погано піднімається над димарем і, з'єднуючись з атмосферним повітрям, утворює широкий паровий факел. Щоб уникнути цього, перед входом в димар насичений димовий газ знов нагрівають водяною парою або паливом від 80 до 120-150°С. Оскільки енергія, що витрачається на вторинний підігрів є втратами, температуру в димарі потрібно підтримувати на мінімальному рівні відповідно до умов в навколишньому середовищі. Температуру в димарі потрібно регулювати таким чином: щоб вона перевищувала температуру навколишнього середовища на певну величину, що забезпечує різницю щільності, необхідну для створення аеростатичної підйомної сили. Але різницю температур необхідно підбирати також і в залежності від вологості і швидкості вітру, щоб контролювати видимість факела і узгодити її з вимогами мінімального підігріву.