Что такое NOx...

Основными вредными веществами, загрязняющими атмосферу в результате сгорания топлива являются:

- летучие углеводороды (Cx Hy);
- окись углерода (СО);
- оксиды серы (SOx);
- оксиды азота (NOx).

В целом, объем и состав загрязняющих веществ существенно зависит от типа используемого топлива, качества его сгорания, конструктивных особенностей котла и горелки.

Оксиды азота являются единственными загрязняющими веществами, которые не могут быть устранены путем смены типа топлива, поскольку чаще всего они образуются при соединении азота с кислородом в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах. Механизм их соединения может быть различным.

Под термином «оксид азота» формула NOx объединяетв себе три вещества:
NO (одноокись азота);
NO2 (двуокись азота);
N2O (закись азота).

Выражаясь точнее, именно NOx являются теми веществами, которые преобладают внутри котла (95 % и более), в то время как большое количество NO2 образуется только при контакте с низкими температурами, т.е. при выбросе отходящих газов в атмосферу.

В соответствии со своим происхождением можноопределить три различных механизма образования NОx.

NOx теплового происхождения

Данные вещества образуются из азота, присутствующего в воздухе, который используется для сгорания топлива при температуре 1300°С.

Их концентрация прямо пропорциональна температуре пламени, длительности пребывания дымовых газов в зоне высокой температуры, а также зависит от парциального давления кислорода в данной зоне.

Готовые NOx 

Образуются при соединении присутствующего в воздухе молекулярного азота с фрагментами углеводорода, образующихся при разложении топлива на первых стадиях сгорания. Данный процесс особенно способствует образованию NO.

Количество выбрасываемого загрязняющего вещества прямо пропорционально концентрации кислорода (т.е. его избытка) и не зависит от температуры.

NOx, образующиеся из топлива 

Данные вещества образуются при реакции органических азотных соединений, содержащихся в топливе с кислородом при температуре сгорания,превышающей 1000 °С. Образование оксидов азота происходит при сгорании жидкого топлива и угля, однако при сгорании метана отсутствует, поскольку последний не содержит азота.

... И КАК ЕГО УМЕНЬШИТЬ

Образование загрязняющих атмосферу веществ (NOx) при сгорании топлива зависит, прежде всего, от времени их пребывания в зоне высоких температур, а также от стехиометрии, т.е. избытка кислорода.

Образовавшиеся оксиды азота попадают в атмосферу и соединяются с ней достаточно сложным химическим путем (вступая в реакцию с водяным паром, а также фотохимическими способом).

Механизм данной реакции еще до конца не изучен.

Количество coeдинeния N2O стабильно и остается в атмосфере на долгие годы. Данное вещество вместе с углекислым газом CO2 и другими вредными выбрocaми способствует образованию парникового эффекта.

Посредством реакции с озоном O3, одно окись азота NO быстро преобразуется в двуокись NO2 и кислородO2. Позднее, двуокись азота NO2 удаляется из атмосферы. При окислении она преобразовывается в азотистую кислоту HNO2, и далее в азотную кислоту HNO3, которая способствует образованию кислотных дождей. Необходимо помнить, что NO2 является естественной и постоянной составной частью атмосферы (хотя и очень незначительной). В основном она образуется при окислении аммиака во время микробиологических реакций в органическихвеществах, присутствующих в земле и в воде.

Как снизить загрязнение атмосферы припомощи TRIOPREX N 

Процесс формирования веществ NOx сильнозависит от:

-температуры пламени;
-длительности нахождения продуктов сгорания взоне высоких температур;
-парциального давления кислорода и его концентрации.

Для уменьшения образования веществ NOx необходимо:

- понизить температуру пламени;
- уменьшить теплонапряженность (кВт/м3), т.е. установить рабочий режим котла ниже номинального;
- сократить время пребывания продуктов сгорания в топке;
- снизить концентрацию кислорода.

Для решения задачи по снижению выброса NOx в атмосферу при создании котла TRIOPREX N были использованы следующие инженерные решения:

- отсутствие инверсии при движении дымовыхгазов;
- факел горелки имеет более сжатую и короткую форму для уменьшения длительности пребывания продуктов сгорания в зоне высоких температур;
- отсутствие инверсии пламени способствует быстрому снижению его температуры состороны стенок топки, которая охлаждается благодаря пoлнoму oмывaнию вoдoй;
- снижение теплонапряженности: объем топки данной серии котлов увеличен по сравнению с топками обычных трехходовых котлов эквивалентной мощности.

С внедрением современных горелок снизким уровнем NOx появилась возможность дополнительно снизить количество вредных веществ при помощи:

- рециркуляции (дожигания) дымовых газов, при которой часть дымовых газов и воздуха,используемого для сжигания топлива, отбирается и, вновь направляяcь в топку дoжигaeтcя. Таким образом, понижается парциальное давление кислорода и температуры пламени;
- уменьшения парциального давления кислорода путем уменьшения избытка воздуха.

Дополнительного контроля над выбросами NOx можно достичь путем снижения мощности горелки в пределах, предусмотренных ее техническими характеристиками.