Экологические характеристики современных систем бытового использования топлива. Часть 2. Образование вредных веществ при сжигании природного газа в атмосферных горелках: экспериментальные исследования

Abstract

В Институте газа НАН Украины выполняются комплексные исследования формирования токсичных выбросов в пламени атмосферных горелок и за пределами видимых горящих конусов («богатое» первичное пламя). Проведение экспериментов обусловлено доказанным существенным содержанием вредных веществ в продуктах сгорания газового топлива в бытовых приборах и непосредственным контактом потребителей с газовыми выбросами при работе плит. Предложена методология изучения образования вредных выбросов, изготовлен огневой компьютеризованный стенд для исследования сжигания углеводородных газов в горелках бытовых плит. В качестве токсичных выбросов рассматриваются оксиды углерода СО и азота NO и NO2, а как варьируемые параметры приняты коэффициент избытка первичного воздуха и тепловая нагрузка горелки. В условиях эксплуатации газовой плиты ее варьируемые характеристики – это давление газа перед соплом атмосферной горелки и ее тепловая мощность. При оптимизации конструкции горелок определяющей величиной устойчивости горения, энергетических и экологических показателей сжигания топлива является коэффициент избытка первичного воздуха λpr при заданном давлении газа перед горелкой. Установлено влияние этого коэффициента на образование СО, NO, NO2, доказана возможность появления выбросов с высокой концентрацией диоксида азота. Поскольку концентрация [NO] с повышением λpr уменьшается, a на абсолютный уровень концентраций [NO2] величина λpr влияет незначительно, определено, что доля концентрации [NO2] в смеси [NOx] = [NO] + [NO2] возрастает с увеличением коэффициента избытка первичного воздуха.