Дымовой газ

Дымовой газ — это газ, выходящий в атмосферу через дымоход , который представляет собой трубу или канал для транспортировки выхлопных газов , например, из камина, печи, печи , котла или парогенератора . Это часто относится к выхлопным газам сгорания на электростанциях . Доступна технология удаления загрязняющих веществ из дымовых газов на электростанциях.

Сжигание ископаемого топлива является распространенным источником дымовых газов. Обычно они сжигаются с окружающим воздухом, при этом большая часть дымовых газов от ископаемого топлива сжигания состоит из азота , углекислого газа и водяного пара .

Описание

Дымовой газ - это газ, выходящий в атмосферу через дымоход , который представляет собой трубу или канал для транспортировки выхлопных газов от сгорания , например, от камина , печи , печи , котла или парогенератора . ^[1]

Электростанции

Довольно часто под дымовым газом понимают выхлопные газы, образующиеся на электростанциях . Его состав зависит от того, что сжигается, но обычно он состоит в основном из азота (обычно более двух третей), образующегося при сгорании воздуха, углекислого газа (CO ₂ ) и водяного пара , а также избытка кислорода (также получаемого из воздуха для горения). Кроме того, он содержит небольшой процент ряда загрязняющих веществ, таких как твердые частицы (например, сажа ), окись углерода , оксиды азота и оксиды серы . ^[2]

Чистка

На электростанциях дымовые газы часто обрабатываются с помощью ряда химических процессов и скрубберов , которые удаляют загрязняющие вещества. Электростатические осадители или тканевые фильтры удаляют твердые частицы, а при десульфурации дымовых газов улавливается диоксид серы, образующийся при сжигании ископаемого топлива, особенно угля. ^[3] Оксиды азота обрабатываются либо путем изменения процесса сгорания для предотвращения их образования, либо путем высокотемпературной или каталитической реакции с аммиаком или мочевиной . В любом случае цель состоит в том, чтобы производить газообразный азот, а не оксиды азота. В Соединенных Штатах быстро внедряются технологии удаления ртути из дымовых газов – обычно путем абсорбции на сорбентах или путем улавливания инертными твердыми веществами в составе продукта десульфурации дымовых газов. Такая очистка может привести к значительному извлечению серы для дальнейшего промышленного использования. ^[4]

Технологии, основанные на регенеративном улавливании аминами для удаления CO ₂ из дымовых газов, были применены для обеспечения газообразного CO ₂ высокой чистоты в пищевой промышленности, а также для повышения нефтеотдачи . В настоящее время они активно исследуются как метод улавливания CO ₂ для долгосрочного хранения в качестве средства восстановления выбросов парниковых газов и начали ограниченно коммерчески внедряться (например, месторождение Слейпнер-Уэст в Северном море , действующее с тех пор). 1996). ^[5]

В настоящее время существует ряд проверенных технологий удаления загрязняющих веществ, выбрасываемых электростанциями. Также продолжаются многочисленные исследования технологий, которые позволят удалить еще больше загрязнителей воздуха. ^{[ нужна ссылка ]}

Ископаемое топливо

Большинство ископаемого топлива сжигается с окружающим воздухом (в отличие от сжигания с чистым кислородом ). Поскольку окружающий воздух содержит около 79 объемных процентов газообразного азота (N ₂ ), ^[6]^[7] который по существу негорючий, большая часть дымовых газов от сгорания большинства ископаемого топлива представляет собой несгоревший азот. Углекислый газ (CO ₂ ), следующая по величине часть дымового газа, может составлять до 10-25 объемных процентов или более от дымового газа. За ним по объему следует водяной пар (H ₂ O), образующийся при сгорании водорода в топливе с кислородом воздуха. Большая часть «дыма», выходящего из дымовых труб, представляет собой водяной пар, образующий облако при контакте с холодным воздухом.

Типичный дымовой газ от сгорания ископаемого топлива содержит очень небольшое количество оксидов азота ( NO _x ), диоксид серы (SO ₂ ) и твердые частицы . ^[8] Оксиды азота образуются из азота окружающего воздуха, а также из любых азотсодержащих соединений в ископаемом топливе. Диоксид серы получается из любых серосодержащих соединений в топливе. Твердые частицы состоят из очень мелких частиц твердых материалов и очень мелких капель жидкости, которые придают дымным газам дымный вид.

Парогенераторы на крупных электростанциях и технологические печи на крупных нефтеперерабатывающих , нефтехимических и химических заводах , а также мусоросжигательные печи сжигают значительные объемы ископаемого топлива и, следовательно, выбрасывают большое количество дымовых газов в окружающую атмосферу. В таблице ниже представлены общие объемы дымовых газов, обычно образующихся при сжигании ископаемого топлива, такого как природный газ , мазут и уголь . Данные получены стехиометрическим методом. ^[9] расчеты. ^[10]

Общее количество влажных дымовых газов, образующихся при сжигании угля, всего на 10 процентов превышает количество дымовых газов, образующихся при сжигании природного газа (коэффициент для сухих дымовых газов выше).

Состав выбросов дымовых газов при сжигании ископаемого топлива

Выхлопные дымовые газы, образующиеся при сжигании ископаемого топлива(В метрических единицах СИ и в обычных единицах США)
Данные о сжигании	Топливный газ	Мазут	Уголь
Свойства топлива:
Высшая теплотворная способность , МДж/м ³	43.01
Валовая теплотворная способность , БТЕ/scf	1,093
Высшая калорийность, МДж/кг		43.50
Валовая теплотворная способность, БТЕ/галлон ^{[ нечеткий ]}		150,000
Высшая калорийность, МДж/кг			25.92
Валовая теплотворная способность, БТЕ/фунт			11,150
Молекулярный вес	18
Удельный вес		0.9626
Гравитация , °API		15.5
Соотношение углерода / водорода по весу		8.1
весовой % углерода			61.2
весовой % водорода			4.3
весовой % кислорода			7.4
весовой % серы			3.9
весовой % азота			1.2
вес % золы			12.0
вес % влаги			10.0
Воздух для горения:
Избыток воздуха для горения, %	12	15	20
Влажные выхлопные газы:
Количество влажных выхлопных газов , м ³/ГДж топлива	294.8	303.1	323.1
Количество влажных выхлопных газов, куб. куб. футов/10 ⁶ БТЕ топлива	11,600	11,930	12,714
CO ₂ во влажных выхлопных газах, % по объему	8.8	12.4	13.7
O ₂ во влажных выхлопных газах, % по объему	2.0	2.6	3.4
Молекулярный вес влажных выхлопных газов	27.7	29.0	29.5
Сухие выхлопные газы:
Количество сухих выхлопных газов, м ³/ГДж топлива	241.6	269.3	293.6
Количество сухих выхлопных газов, куб. куб. футов/10 ⁶ БТЕ топлива	9,510	10,600	11,554
CO ₂ в сухих выхлопных газах, % по объему	10.8	14.0	15.0
O ₂ в сухих выхлопных газах, % по объему	2.5	2.9	3.7
Молекулярный вес сухих выхлопных газов	29.9	30.4	30.7

м ³ — стандартные кубические метры при 0 °C и 101,325 кПа, а scf — стандартные кубические футы при 60 °F и 14,696 фунтов на квадратный дюйм.

См. также

Ссылки

^ «Определение и значение дымовых газов» . Словарь английского языка Коллинза . 2022.
^ Дымовые газы сгорания ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012.
^ «Очистка дымовых газов | технология» . Британская энциклопедия . Проверено 13 октября 2021 г.
↑ Сера . Архивировано 28 октября 2012 года в Wayback Machine К. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011.
^ «Технологии – Технологии и инновации – statoil.com» . www.statoil.com . Архивировано из оригинала 16 декабря 2009 г. Проверено 9 декабря 2017 г.
^ Изменение, Глобальный климат НАСА. «10 интересных вещей о воздухе» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 23 ноября 2021 г.
↑ Сера . Архивировано 28 октября 2012 года в Wayback Machine К. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011. ^{[ нужна проверка ]}
^ Дымовые газы сгорания ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012. ^{[ нужна проверка ]}
^ «Технологии – Технологии и инновации – statoil.com» . www.statoil.com . Архивировано из оригинала 16 декабря 2009 г. Проверено 9 декабря 2017 г. ^{[ нужна проверка ]}
^ Ошибка цитирования. См. встроенный комментарий, как исправить. ^{[ нужна проверка ]}

[1] «Определение и значение дымовых газов» . Словарь английского языка Коллинза . 2022.

[2] Дымовые газы сгорания ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012.

[3] «Очистка дымовых газов | технология» . Британская энциклопедия . Проверено 13 октября 2021 г.

[4] Сера . Архивировано 28 октября 2012 года в Wayback Machine К. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011.

[5] «Технологии – Технологии и инновации – statoil.com» . www.statoil.com . Архивировано из оригинала 16 декабря 2009 г. Проверено 9 декабря 2017 г.

[:0-6] Изменение, Глобальный климат НАСА. «10 интересных вещей о воздухе» . Изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 23 ноября 2021 г.

[7] Сера . Архивировано 28 октября 2012 года в Wayback Machine К. Майкл Хоган, Энциклопедия Земли, 2011. ^{[ нужна проверка ]}

[8] Дымовые газы сгорания ископаемого топлива Милтон Р. Бейчок, Энциклопедия Земли, 2012. ^{[ нужна проверка ]}

[9] «Технологии – Технологии и инновации – statoil.com» . www.statoil.com . Архивировано из оригинала 16 декабря 2009 г. Проверено 9 декабря 2017 г. ^{[ нужна проверка ]}

[10] Ошибка цитирования. См. встроенный комментарий, как исправить. ^{[ нужна проверка ]}

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

v т и Уголь
Coal types by grade (lowest to highest)	Xylit Peat¹ Lignite Sub-bituminous coal Bituminous coal Anthracite Graphite¹
Coal combustion	Ash pond Asian brown cloud Asthma Black coal equivalent Char Charcoal Coal combustion products fired power station gas phase-out pollution mitigation power in China power in the United States preparation plant seam fire tar Coke Coking Energy value Flue gas Fly ash Fossil fuel Fossil fuel phase-out Great Smog of London Greenhouse gas emissions Metallurgical coal NOx Smog Sulfur dioxide Toxic heavy metals
Coal mining	Blackdamp Black lung disease Coal dust Coalfields Coal gas homogenization liquefaction mining disasters in the United States mining region refuse slurry town Environmental issues in Appalachia Environmental justice and coal mining in Appalachia Firedamp Health and environmental impact of the coal industry Health effects of coal ash History of coal mining Hydrogen sulfide Mining regions Outbursts Peak coal Problems in coal mining Refined coal Whitedamp
Note: [1] Peat is considered a precursor to coal. Graphite is only technically considered a coal type.