Снижение концентрации оксидов азота и серы в приземном слое воз­духа, страница 5

        Так как горение в «кипящем» слое протекает при низких температурах Т_мах < 1000°С, выход N0_х характеризуется только «топливной» составляющей.

         Наряду с N0 в процессе горения происходит образование и других оксидов азота, в том числе N0₂. При этом часть первичного NО₂ может разлагаться по реакции:

N0₂ → O → NО + О₂.

          Процесс доокисления N0 до N0₂ возможен как молеку­лярным, так и атомарным кислородом (в пламени), а так же пероксидным радикалом НО₂. Однако количество N0₂, кото­рое может образоваться по реакции:

NO + O + М → N0₂ + М

не превышает 1 мг/м³. Еще меньшее количество N0₂ образу­ется при окислении N0 молекулярным кислородом. В то же время при наличии в продуктах сгорания Н0₂ в области ми­нимальных температур в зоне горения время реагирования N0 с НО₂ по реакции

NО + НО₂ → N0₂  + ОН

не превышает 10^-4 с и при наличии Н0₂ оксид азота практи­чески мгновенно переходит в N0₂. Таким образом, доокисление N0 в N0₂ происходит в основном за счет реакции с пероксидным радикалом Н0₂ и имеет место при сильном охлаждении пламени избыточным воздухом и водоохлаждаемыми поверхностями нагрева. Пероксидный радикал обра­зуется в значительных количествах в пламени углеводородов в зоне преобразования атомарного водорода но схеме:

                                                                  → OH + O

                                                    H + O₂

                                                                                                       → HO₂ + М ,

которая может быть представлена в виде

Н + О₂ → ОН + О; Н + 0₂ + М→ Н0₂.

        Повышение скорости охлаждения продуктов сгорания ве­дет к увеличению доли диоксида Азота в суммарном содер­жании оксидов азота.

Дальнейшие превращения оксидов азота происходят в струе дымовых газов, выходящих из дымовой трубы. Учет этих процессов необходим прежде всего для гигиенической оценки влияния оксидов азота на окружающую среду. Так, например, если из топки котла выходят газы, содержащие 0,5 г/м³ N0, то даже при 80% окислении до N0₂ массовое содержание оксидов азота увеличится в 1,42 раза, а с учетом разницы в ПДК N0 и N0₂ токсичность оксидов азота воз­растает на порядок. На доокисление N0 в N0₂ в воздухе определяющую роль играет озон Оз, взаимодействующий с N0 по реакции

N0 + О_{3 →} N0₂ + О₂ + 205 кДж/мjль,

        Реакция озона с оксидом протекает в 10⁵ раз быстрее реакции окисления N0 молекулярным кислородом

2 N0 − O₂ → 2 N0₂

         Существует взаимосвязь концентраций N0, N0₂ и Оз в атмосфере в зоне выброса дымовых газов. На их соотноше­ние влияет также фотохимическая реакция распада N0₂ под действием фотонов

N0₂ + hע → NО + 0 .

       Действующими в нашей стране санитарными нормами СН 245-71 регламентируется только приземная концентрация диоксида азота в воздухе, равная 0,085 мг/м⁸. Этот показа­тель следует дополнить нормативами на содержание Оз и N0 с учетом того* что все три компонента образуют в атмосфе­ре динамическую взаимосвязанную систему. При этом следу­ет учесть, что выбрасываемый с дымовыми газами оксид азо­та «съедает» один из важнейших микрокомпонентов атмосфе­ры — озон. При ежегодном выбросе 500 млн. т оксида азота потеря озона в приземном слое атмосферы составляет 60— 70 млн. т/год. Последствия такой потери могут быть ката­строфическими для сохранения экологического равновесия на Земле.             Поэтому так важно наряду с подавлением образова­ния оксидов азота при сжигании топлива на ТЭС расширять масштабы очистки дымовых газов от N0_х на электростанци­ях в первую очередь как наиболее крупных потребителей топлива.

3. Очистка дымовых газов от оксидов азота

3.1.    Классификация методов очистки