EMISJA SPALIN
WSTĘP
Za podstawowe składniki spalin zanieczyszczające atmosferę, emitowane przez silniki
spalinowe tłokowe; uważa się:
•
tlenki azotu NO
x
- określeniem tym obejmuje się głównie tlenek azotu wywiązujący się w
komorze spalania przy wysokich temperaturach oraz dwutlenek azotu, powstający w
wyniku utleniania tlenku azotu;
•
tlenki siarki SO
x
;
•
niespalone węglowodory C
n
H
m
– których zidentyfikowana liczba w spalinach sięga około
dwóch tysięcy;
•
cząstki stałe TPM – cała materia stała lub ciekła (organiczna i nieorganiczna) zawarta w
spalinach;
•
tlenek węgla CO;
•
aldechydy RCOHO – największe stężenia osiąga formaldehyd z grupy aldehydów
nasyconych i akroleina z grupy aldehydów nienasyconych;
•
dwutlenek węgla CO
2
, który jako naturalny składnik atmosfery nie stanowin
bezpośredniego zagrożenia dla organizmów żywych, więc nie jest traktowany jako
zanieczyszczenie, ale jest przyczyną tak zwanego „efektu cieplarnianego”. Wzrastające
stężenie tego składnika w atmosferze stanowi duże zagrożenie o działaniu długofalowym.
Substancje zanieczyszczające atmosferę emitowane w spalinach mają w średniej
temperaturze otoczenia postać:
•
gazową- tlenek i dwutlenek węgla, tlenki azotu, część węglowodorów i aldehydów,
dwutlenek siarki
•
ciekłą – niektóre węglowodory i aldehydy,
•
stałą – sadza, związki metali i ciężkie węglowodory.
1. Reakcja spalania paliwa węglowodorowego w powietrzu może być zapisana
następująco:
HC
x
+ A(O
2
+3,7274 N
2
+0,0444 Ar+0,0014 CO
2
)+ B H
2
O⇒ a CO+ b CO
2
+c
O
2
+d H
2
O+e HC
x
+f H
2
+ g N
2
+h NO+ j Ar
Równania bilansu dla składników palnych paliwa i tlenu :
Węgla(C); 1 = a+b+e
Wodoru(H); x+ 2B + 2d+xe+2f
Tlenu(O); 2A+B + 2b+2c+d+h
2. Skład 1 kg paliwa o udziałach masowych: C
p
, H
p
, S
p
, N
p
, O
p
, W
p
, A
p
.
C
p
[kg]+ H
p
[kg]+ S
p
[kg]+ N
p
[kg]+ O
p
[kg]+ W
p
[kg]+ A
p
[kg] = 1[kg]
3. liczby znamienne (Moliera0 określające skład paliwa:
δ
= 1+
Cp
Op
Sp
Hp
)
(
37
,
0
98
,
2
−
+
⋅
δ
= 1,438436781
υ
= 0,429
Cp
Np
υ
= 0
4. Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza.
Ilość powietrza lub tlenu niezbędna do spalenia zupełnego 1 kg paliwa określonego
składem masowym C
p
, H
p
, S
p
, O
p
, N
p
, W
p
, A
p
.
5. Teoretyczne kilomolowe zapotrzebowanie powietrza:
L
Tk
= 0,3974 C
p
+ 0,1491 S
p
+ 1,1839 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol/kg
pal
]
L
Tk
= 0,4972772
6. Teoretyczne masowe zapotrzebowanie powietrza :
L
Tm
= 11,5102 C
p
+ 4,31117 S
p
+ 34,2290 [H
p
-
9364
,
7
Op
] [ kg/kg
pal
]
L
Tm
= 14,3946994
7. Teoretyczne objętościowe zapotrzebowanie powietrza :
L
Tv
= 8,9075 C
p
+ 3,3366 S
p
+ 26,5362 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [ Nm
3
/kg
pal
]
L
Tv
= 11,1461586
8. Współczynnik nadmiaru powietrza (tlenu) :
λ
=
Lt
L
=
Ot
O
Skład powietrza reagującego z 1 kg paliwa przy spalaniu
stechiometrycznym
9. Ilość azotu N
2
:
∑N
2
= 0,3103 C
p
+ 0,1162 S
p
+ 0,9245 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol]
∑N
2
= 0,388297
∑N
2
= 8,6934 C
p
+ 3,2565 S
p
+ 25,8374 [H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
∑N
2
= 10,8704452
∑N
2
= 6,9559 C
p
+ 2,6056 S
p
+ 20,7222 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
∑N
2
= 8,7040746
10. Ilość tlenu O
2
:
∑O
2
= 0,0832 C
p
+ 0,0312 S
p
+ 0,248 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [ kmol]
∑O
2
= 0,104128
∑O
2
= 2,6640 C
p
+ 0,9979 S
p
+ 7,9364 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
∑O
p
= 3,3335392
∑O
p
= 1,8662 C
p
+ 0,6990 S
p
+ 5,5594 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
∑O
2
= 2,3351972
11. Ilość argonu Ar:
∑Ar = 0,0037 C
p
+ 0,0014 S
p
+ 0,0110 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol]
∑Ar = 4,627 10
-3
∑Ar = 0,1476 C
p
+ 0,0553 S
p
+ 0,4399 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
∑Ar = 0,1847192
∑Ar =0,0828 C
p
+ 0,0310 S
p
+ 0,2468 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
∑Ar =0,1036264
12. Ilość dwutlenku węgla CO
2
:
∑CO
2
= 0,0001 C
p
+ 0,0003 S
p
+ 0,0003 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol]
∑CO
2
=1,254 10
-4
∑CO
2
= 0,0052 C
p
+0,0020 S
p
+ 0,0015 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
∑CO
2
=4,716 10
-3
∑CO
2
= 0,0026 C
p
+0,0010 S
p
+ 0,0078[ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
∑CO
2
= 3,2604 10
-3
Skład spalin wilgotnych otrzymanych w wyniku spalenia
stechiometrycznego 1 kg paliwa
13. Ilość dwutlenku węgla CO
2
:
CO
2
= 0,0835 C
p
+ 0,0003 S
p
+ 0,0003 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol]
CO
2
=0,0726834
CO
2
= 3,6744 C
p
+0,0020 S
p
+ 0,0015 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
CO
2
=3,19692
CO
2
= 1,8714 C
p
+0,0010 S
p
+ 0,0078[ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
CO
2
= 1,6291164
14.
Ilość dwutlenku siarki SO
2
:
SO
2
= 0,0312 S
p
[kmol]
SO
2
= 0
15. Ilość azotu N
2
:
N
2
= 0,3103 C
p
+ 0,1162 S
p
+ 0,9245 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol]
N
2
= 0,388297
N
2
= 8,6934 C
p
+ 3,2565 S
p
+ 25,8374 [H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
N
2
= 10,8704452
N
2
= 6,9559 C
p
+ 2,6056 S
p
+ 20,7222 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
N
2
= 8,7040746
16. Ilość argonu Ar :
Ar = 0,0037 C
p
+ 0,0014 S
p
+ 0,0110 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kmol]
Ar = 4,627 10
-3
Ar = 0,1476 C
p
+ 0,0553 S
p
+ 0,4399 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [kg]
Ar = 0,1847192
Ar =0,0828 C
p
+ 0,0310 S
p
+ 0,2468 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] [Nm
3
]
Ar =0,1036264
17. Ilość wody H
2
O :
H
2
O = 0,4960 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] +
8728
,
15
Op
+
0099
,
18
Wp
[kmol]
H
2
O = 0,063488
H
2
O = 0,4960 H
p
+ 0,0005 O
p
+
0099
,
18
Wp
[kmol]
H
2
O = 0,063488
H
2
O = 8,9364 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] + 1,1260 O
p
+ W
p
[kg]
H
2
O = 1,1438592
H
2
O = 8,9364 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] + 1,1260 O
p
+ W
p
[kg]
H
2
O = 1,1438592
H
2
O = 11,1176 [ H
p
-
9364
,
7
Op
] + 1,4318 O
p
+ 1,25 W
p
[Nm
3
]
H
2
O = 1,4230528
H
2
O = 11,1176 H
p
+ 1,25 W
p
[Nm
3
]
H
2
O = 1,4230528
Skład spalin na podstawie pomiaru
18. Objętościowy udział procentowy składników spalin:
(CO
2
) + (CO) + (H
2
) + ( C
x
H
y
) + (SO
2
) + (O
2
) + (NO
x
) + (N
2
) + (Ar) = 100
19. Korekcja emisji tlenków azotu polega na uwzględnieniu wilgotności i temperatury
powietrza dolotowego. Emisja tlenków azotu jest zależna od parametrów powietrza otoczenia,
stad pomierzona wartość stężenia tego składnika w spalinach powinna być skorygowana do
warunków standartowych według następujących zasad:
•
silniki o zapłonie samoczynnym ogólnie :
K
H
=
)
298
(
)
71
,
10
(
1
1
−
+
−
+
Ta
B
Xa
A
A = 0,309
Ba
Bf
- 0,0266
B = - 0,209
Ba
Bf
- 0,00954
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
emisja spalin
CAT Niska emisja spalin
emisja, emisja spalin, WYŻSZA SZKOŁA
Emisja spalin
emisja zi, Silniki Spalinowe i ekologia
emisja banknotow i monet 2007
instrukcja bhp przy obsludze wiszacego odsysacza spalin typu ow
8 Instalacja spalin wylotowych id
EmisjaĆw 1
czujnik cisnienia spalin
15 Emisja zanieczyszczeń
Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegłyPN 89 B 10425
BUDOWA SILNIKA SPALINOWEGO LOKOMOTYWY ST, Maszynista-Pomocnik maszynisty 2013
sprzęgło, Samochody i motoryzacja, silniki spalinowe,
emisja głosu, śpiewanie, Emisja głosu ćwiczenia wokalne
więcej podobnych podstron