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. Они обычно сжигаются с окружающим воздухом, при этом большая часть дымовых газов от сжигания ископаемого топлива состоит из азота , углекислого газа и водяного пара .
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]
Довольно часто под дымовым газом понимают выхлопные газы сгорания, 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]
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 модификацией процесса сгорания, чтобы предотвратить их образование, либо с помощью 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 сорбентами 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 цитата ]
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 сжигания ископаемого топлива содержит очень небольшое количество оксидов азота ( NO x ), диоксида серы (SO 2 ) и твердых частиц . [8] Оксиды азота образуются из азота окружающего воздуха, а также из любых азотсодержащих соединений в ископаемом топливе. Диоксид серы получают из любых серосодержащих соединений, содержащихся в топливах. 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 путем стехиометрических [9] расчетов. [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).