Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Szkarowski A.

1 2002

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: obliczanie zdławinia

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Zasady obliczeń zdławienia NOx metodą dozowanego skierowanego wtrysku balastu wodnego

Szkarowski A.

Rocznik Ochrona Środowiska

2002

Tom 4

365-378

Niniejsza praca kończy logiczny cykl publikacji autora poświęconych współczesnemu wizerunkowi teorii powstania tlenków azotu przy spalaniu paliwa organicznego [1] i nowoczesnym metodom zmniejszenia ich emisji do atmosfery [2]. W poprzednich publikacjach autora [2,3] zdefiniowano pojęcie tzw. stref decydującego wpływu (SDW) w płomieniu palącego się paliwa. Temperaturowe warunki i koncentracje komponentów reakcji chemicznych w tych strefach definitywnie wyznaczają intensywność powstawania tlenków azotu (NOx) i ich końcowe stężenie w spalinach. Z kolei oddziaływanie na wspomniane warunki (zarówno temperaturowe jak i koncentracyjne) w tych strefach umożliwia w znaczny sposób ograniczyć powstawanie NOx i zmniejszyć zanieczyszczenie atmosfery tym jednym z najbardziej niebezpiecznych produktów spalania każdego paliwa organicznego. Podstawą opracowywania teorii SDW była temperaturowo-geometryczna struktura płomienia według L.M.Tsyrulnikow'a [4], który dzieli płomień na cztery następujące strefy: strefa ?1 - od wylotowej krawędzi otworu palnika do przekroju paleniska o temperaturze 1650 ? (jest to temperatura przy której według "termicznej" teorii Zeldowicza stężenie NO osiąga 1 mg/m3); strefa ?2 - od wymienionego wyżej przekroju do przekroju z maksymalną temperaturą, gdzie intensywność utleniania azotu powietrza osiąga maksimum; strefa ? - od przekroju z maksymalną temperaturą do przekroju o "krytycznej" temperaturze 1650 ?, gdzie przeważnie kończy się spalanie składników palnych, a stężenia "powietrznego" NO osiąga maksimum; strefa C - od wymienionego wyżej przekroju do wyjścia z paleniska, gdzie już nie zachodzi istotna zmiana koncentracji (pod warunkiem, że w płomieniu nie ma powodujących te zmiany czynników nie związanych z paleniem). W odróżnieniu od czterostrefowej struktury Tsyrulnikow'a, który dzieli w taki sposób cały płomień, w koncepcji autora taką strukturę przyporządkowuje się każdej strudze palącego się paliwa gazowego [2, 3]. W płomieniu wydzielają się dwie strefy decydującego wpływu, które odróżniają się udziałem różnych mechanizmów powstania tlenku azotu NO: SDW-I - znaczna część strefy ?1, oddziaływanie na którą może wywierać istotny wpływ na wytwarzanie się NO głownie według "niecieplnych" dróg mechanizmu łańcuchowego; SDW-II - strefa maksymalnych temperatur na styku stref ?2 i ?, oddziaływanie na którą wyznacza możliwości zdławienia "termicznego" mechanizmu utleniania azotu powietrznego. Dokładne określenie oddziaływania na SDW pozwala prawidłowo konstruować nowe palniki lub polepszać ekologiczne wskaźniki zużycia paliwa w urządzeniach istniejących. Dla uzyskania najlepszych wyników aktywnego oddziaływania na SDW przy spalaniu gazowego paliwa najbardziej nadaje się metoda dozowanego skierowanego balastowania płomienia (DSB). W odróżnieniu od wcześniej stosowanego integralnego balastowania płomienia dokładnie dozowany i precyzyjnie skierowany wtrysk wodnego balastu w SDW pozwala zmniejszyć emisję NOx nie pogarszając wskaźników efektywności zużycia paliwa. Jest to jeden z możliwych sposobów modelowania wymiany ciepła przy balastowaniu drugiej strefy decydującego wpływu, który nie mniej pozwala sformułować wniosek, zbiegający się w głównej swojej części z wynikami Jemieljanow'a. Jednak autor artykułu formułuje ten wniosek w stosunku nie do całego płomienia, a w odniesieniu właściwie do SDW-II: w strefach z przeważnie termicznym mechanizmem wytwarzania się NO gęstość zraszania płomienia powinna odpowiadać gradientowi wzrostu stężenia tlenku azotu a na skutek tego - gradientowi wzrostu wartości względnej entalpii w płomieniu. Uzyskane w podany powyżej sposób teoretyczne podstawy metody dozowanego skierowanego balastowania płomienia zostały zrealizowane w praktyce przez zespół naukowy po kierownictwem autora. Opracowana technologia zdławienia - NOx została wdrożona przy spalaniu gazowego paliwa w kotłach o małej i średniej mocy.

This article concludes the cycle of the author's publications of those examining the contemporary state of the theory of NOx formation in the flame of the burning fuel and the new methods of reduction in their emission into the atmosphere. In the foregoing works the concept of the zones of the determining influence (ZDI) is formulated. Temperature and concentration conditions in these zones determine the intensity of the NOx formation and their concentration in the combustion products. Action on these conditions makes it possible to considerably limit NOx emission and the atmosphere pollution. The calculation of action in the ZDI-1 is based on the following basic conditions: Ballast must be introduced into the ZDI-1 of each jet of the burning fuel. This must ensure the maximum aerodynamic and chemical intensification of the intra-jet processes. The intensification reached as a result of injection makes it possible to decrease the need of air with the retention/maintaining of the overall temperature level of the process. The decrease of O2 concentration together with a temporary local decrease in CO partial pressure against the constant temperature background creates conditions for the NO suppression by the "prompt" mechanism. Formulae (3) - (18) are theoretical basis for determining of configuration and position of ZDI-1 in the flame, and also for the effective injection of the water ballast. In the ZDI-2 the injection must ensure a usual decrease in the temperature level for the NO suppression by the "thermal" mechanism. However, this must be with the minimally necessary quantity of the ballast reached. Calculation is based on the model of the heat exchange borrowed from the theory of the infrared radiating burners. In our case interaction between the hot walls of channels and the cold gas-air mixture is substituted to the heat exchange between the combustion products and the cold ballast. This approach made it possible to formulate the main principle of active action on the flame in the ZDI-2: in zones with the predominantly "thermal" mechanism- of NO formation the density of the moistening flow must correspond to the gradient of NO concentration increase and, as a result, to the gradient of the relative flame enthalpy increase.