An Experimental Correlation of Oxides of Nitrogen Emissions From Power Boilers Based on Field Data

Abstract

A brief review of the kinetic formation of oxides of nitrogen is presented. Distinction is made between thermal NOx and fuel nitrogen NOx. The correlation of results is based both on data from literature and field data from Riley Stoker’s Air Pollution Study Program. The emission of NOx is shown to be capable of correlation based on fuel nitrogen, excess air, fuel, burning area heat release, combustion air temperature, furnace wall deposits, and furnace type. The results correlate to a standard deviation of 60 ppm.

Διφασικες Ροες Σε Τριδιαστατες Γεωμετριες

“…Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα θειούχα και αζωτούχα οξείδια που εκπέμπονται μαζί με τα καυσαέρια, η ιπτάμενη τέφρα (flying ash), το χλώριο, το φθόριο, καθώς επίσης και μικρές ποσότητες διαφόρων τοξικών μετάλλων (Malte & Rees, 1979). Πάντως, σύμφωνα με τους Rawdon & Sadowski (1973), οι σπουδαιότεροι ρυπαντές που εκπέμπονται από στάσιμες εγκαταστάσεις καύσης είναι τα οξείδια του αζώτου και του θείου, καθώς και τα στερεά σωματίδια αιθάλης/τέφρας.…”

“…Σε γενικές γραμμές, τα οξείδια του αζώτου που παράγονται κατά την καύση σχηματίζονται στην υψηλών θερμοκρασιών περιοχή της φλόγας, καθώς και γύρω απ' αυτήν, δι 1 οξειδώσεως των μορίων αζώτου που περιέχει ο αέρας καύσης και το καύσιμο. Σε λέβητες παραγωγής ισχύος, οι οποίοι λειτουργούν με κονιοποιημένο γαιάνθρακα, τα σχηματιζόμενα οξείδια του αζώτου έχουν -κατά τους Rawdon & Sadowski (1973)-μια σύνθεση 95% περίπου NO (μονοξείδιο του αζώτου) και 5% Νθ2 (διοξείδιο του αζώτου). Συνεπώς, είναι λογικό και δικαιολογημένο το γεγονός ότι όταν εξετάζει κανείς τα οξείδια του αζώτου που εκπέμπονται από σταθμούς παραγωγής ενέργειας, οι οποίοι χρησιμοποιούν ως καύσιμο κονιοποιημένο κάρβουνο, να επικεντρώνει το ενδιαφέρον του κυρίως στην παραγωγή μονοξειδίου του αζώτου (NO), πράγμα άλλωστε που γίνεται απ' όλες σχεδόν τις ερευνητικές ομάδες που ασχολούνται με τη μαθηματική μοντελοποίηση των μηχανισμών παραγωγής ΝΟχ (βλ.…”

“…την καύση αερίων καυσίμων οι αναπτυσσόμενες θερμοκρασίες είναι συνήθως αρκετά υψηλότερες απ' ό,τι στις φλόγες κονιοποιημένου γαιάνθρακα και είναι γνωστό πως ο μηχανισμός παραγωγής θερμικού NO είναι εξαιρετικά ευαίσθητος στο διαμορφούμενο θερμοκρασιακό πεδίο, αφού χρειάζεται μια ελάχιστη θερμοκρασία της τάξης των 1300 βαθμών Κελσίου τουλάχιστον για να ενεργοποιηθεί (Hjalmarsson 1990, Khalil 1982, Malte & Rees 1979. Επίσης, όταν ο στοιχειομετρικός λόγος (= κλάσμα της ποσότητας αέρα που χρησιμοποιείται σε μια διάταξη προς τον θεωρητικά απαιτούμενο για στοιχειομετρική καύση) μειώνεται, ενώ ο χρόνος αντίδρασης και η θερμοκρασία διατηρούνται σταθερά, τότε το παραγόμενο θερμικό NO ελαττώνεται δραστικά (Rawdon & Sadowski, 1973). 2) Σχηματισμός "ΑΜΕΣΟΥ NO«" (Prompt ΝΟχ).…”