Poluarea aerului prin arderea combustibilului - stadopedie

4.2. Compuși organici volatili (COV)

4.3. Poluanți primari.

4.4. Poluanți secundari.

4.5. Smogul fotochimic

4.6. Substanțe toxice







Când începeți să studiați acest subiect, trebuie să restaurați (sau să completați) cunoștințele din perioadele anterioare de învățare:

- de la liceu. sensul noțiunilor atom, moleculă, element chimic, substanțe simple și complexe, compuși organici, hidrocarburi.

- de la cursul "Chimie" pentru studenții de specialitate tehnică. (bloc "Chimie"), hidrocarburi (bloc "Chimie"), alchene (bloc "Chimie"), hidrocarburi policiclice (bloc "

Reacții exotermice (4.) - reacțiile care au loc cu eliberarea căldurii (# 8710; H

Catalizatori (5.3 - bloc "Chimie") - substanțe în prezența cărora crește rata reacțiilor chimice.

Hidrocarburile (blocul "chimie") sunt substanțe organice care conțin carbon și hidrogen, formula generală fiind CnH2n + 2.

Alkenes (bloc "Chimie") .- Hidrocarburi, a căror structură include o legătură dublă, formula generală Cn H2n.

Hidrocarburile policiclice (blocul "Chimie") sunt compuși ciclici organici cu inele condensate.

1 Poluarea aerului prin arderea combustibilului

2 Poluarea atmosferei de către motoarele cu combustie internă

Expunerea gazelor de evacuare pe persoană

3.1. Efectele nocive ale monoxidului de carbon (P) (CO)

3.2. Efect periculos al oxidului de sulf (1U) SO2

3.3. Efectul periculos al oxidului (NO) și al dioxidului de azot (NO2)

3.4. Formarea smogului fotochimic (urban)

3.5. Efecte periculoase ale compușilor de plumb.

4. Metode de curățare a gazelor de eșapament:

Aproximativ 10% din poluarea atmosferică (2.1) Se produce datorită proceselor naturale, cum ar fi erupțiile vulcanice. Restul de 90% dintre poluanți au origine antropică (4.1.). Principalele surse sunt: ​​arderea combustibililor fosili în centralele electrice (emisiile de fum) și în motoarele auto; procesele de producție care nu au legătură cu arderea combustibililor, dar care conduc la poluarea aerului.

Originea antropică a poluării atmosferice (4.1) - poluarea atmosferei ca urmare a activităților umane.

Poluarea aerului prin arderea combustibilului

Utilizarea cea mai răspândită ca combustibil este petrolul, cărbunele, gazele naturale. În unele țări, lemnul este, de asemenea, utilizat pe scară largă. Principalele componente ale cărbunelui, uleiului și lemnului sunt carbonul, oxigenul și hidrogenul. În cantități mai mici, sunt prezente sulf, azot, precum și urme de alte substanțe, de exemplu, metale (sub formă de sulfați și oxizi).

ATENȚIE. Gazul natural este, de obicei, curățat de compușii de sulf (H2S și SO2) conținute în el înainte de utilizare pentru a preveni coroziunea conductelor.







Când combustibilul arde, hidrogenul și compușii de carbon (1.1, 1.2) sunt oxidați, însoțiți de eliberarea de energie:

Dacă concentrația de oxigen este insuficientă pentru oxidarea completă a carbonului, se efectuează reacția (1.3):

C + 1/2 O2® CO-111 kJ / mol (1,3)

fie o parte din CO2 formată prin reacția (60) intră în reacția următoare cu carbon (1.4)

C + CO2 22CO + 172 kJ / mol (1,4)

NU UITA. Când combustibilul arde în oxigen insuficient, poate fi eliberată o cantitate mare de CO și căldura eliberată (în comparație cu arderea completă) scade.

În arderea incompletă a petrolului sau a cărbunelui, compușii organici volatili (COV) (4.2). Evadarea în atmosferă, formând una dintre componentele fumului, care este tipică pentru cuptoarele de uz casnic mici.

Compuși organici volatili (COV) (4.2) - compuși organici gazoși cu o masă moleculară mică, formați datorită distrugerii moleculelor de combustibil la temperaturi ridicate cu ardere incompletă

În cuptoarele mari compuși volatili. care sunt foarte inflamabile, se aprind de radiația zidurilor fierbinți ale cuptorului și se ard complet până la formarea dioxidului de carbon și a apei.

Cea mai mare sursă naturală de COV sunt plantele care eliberează anual aproximativ 350 de milioane de tone de izopren (C5 H8) și 450 de milioane de tone de terpenă (C10 H16). Un alt COV este gazul metanic (CH4), format în zone foarte umede (de exemplu, în mlaștini sau plantații de orez), precum și produse de bacterii în stomacurile termitelor și rumegătoarelor. În atmosferă, COV sunt oxidați de obicei la oxizi de carbon - monoxid de carbon (CO) și dioxid de carbon (CO2).

Sulful și azotul, care fac parte din cărbune și ulei, sunt de asemenea arse pentru a forma oxizii corespunzători. Astfel, sulful arde cu eliberarea căldurii în conformitate cu reacția (1.5):

La o temperatură a flăcării, oxidarea oxidului de sulf (VI) într-o măsură mai mică se desfășoară conform reacțiilor (1.6, 1.7):

În compoziția oxizilor formați într-o flacără convențională, numai aproximativ 1% conține S03. Molecula S03 de anhidridă sulfurică este o moleculă stabilă. Cu toate acestea, la temperaturi scăzute, viteza de formare a acestuia în absența unui catalizator ("Chimia" de la punctul 5.3) este nesemnificativă. La temperaturile caracteristice unei flăcări, molecula de sulfură de SO2 este mai stabilă.

În procesul de ardere, se eliberează și NOx. Sursa formării sale este parțial azotul conținut în combustibil. Conform datelor diferite, de la 18 la 80% din acest azot este oxidat. Restul este format ca rezultat al reacțiilor cu azotul atmosferic din flacără și straturile adiacente.

NU UITA. Când combustibilul arde în flacără, ard și azotul atmosferic.

Cele mai tipice reacții sunt (1.8, 1.9):

N2 + O · NO + N · + 315 kJ / mol (1,8)

N · + O2 + NO + O - 133 kJ / mol (1,9)

Când pătrunde în atmosferă, oxidul de NO se transformă încet în oxid de NO2 ca rezultat al reacțiilor fotochimice complexe. O schemă simplificată a acestei reacții (1.10):

NO + 1/2 O2 ® NO2 - 57,07 kJ / mol (1,10)

La temperaturi ridicate de flacără, se formează oxizi de NO și NO2 din atomii activi de N și O. precum și din radicalul OH OH; Și ultima reacție (1.11.) Începe foarte repede.

N · + OH · NO + H · 165 kJ / mol (1,11)

Ar trebui să înțeleagă. Cantitatea de SO2 formată depinde numai de conținutul de sulf al combustibilului, cantitatea de oxizi de azot (NO și NO2) formată este în mare măsură determinată de metoda de ardere a combustibilului și de temperatura flacării.

Formarea particulelor solide (fum) în arderea combustibilului depinde de conținutul de materiale solide necombustibile din combustibil și de caracterul complet al arderii de carbon.

În prezent, au fost dezvoltate și implementate pe scară largă metode de captare a particulelor de fum, extracția oxizilor de SO2 și NO. Metodele de captare a dioxidului de azot NO2 au fost până acum slab dezvoltate.

În tabelul 4.1. datele privind conținutul de azot și oxizi de sulf formate în timpul arderii anumitor combustibili sunt date.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: