Продуктами окисления

Основные токсичные вещества, являющиеся продуктами неполного сгорания топлива — окись углерода, сажа, углеводороды и альдегиды. У двигателей с внешним смесеобразованием, в частности бензиновых двигателях, наибольшая доля вредных выбросов приходится на окись углерода, в то время как у двигателей с внутренним смесеобразованием (дизелей) — на сажу. Это объясняется существенным различием организации процессов смесеобразования и сгорания. Если у двигателя с внешним смесеобразованием процесс горения в цилиндре можно рассматривать как горение гомогенной смеси, то в цилиндрах дизеля осуществляется гетерогенное сгорание, качества которого зависит от характеристик впрыска топлива, формы камеры сгорания, интенсивности смесеобразования и т. д. При организации малотоксичного рабочего процесса в дизеле необходимо обеспечить полное сгорание топлива по всему объему камеры аорания, а у двигателей с внешним смесеобразованием — оптимальное соотношение топлива и воздуха в смеси.

на крупных стационарных установках при работе двигателей-большой мощности со стабильной и большой нагрузкой. Некоторое неудобство при утилизации тепла отходящих газов двигателей представляет загрязненность их продуктами неполного сгорания (сажей) и парами смазки, которые загрязняют поверхности нагрева котлов-утилизаторов.

Существует четкая связь между содержанием сероводорода и продуктами неполного сгорания топлива. Представленная на рис. 2.12 зависимость концентрации сероводорода в продуктах сгорания АШ от соотношения СО/(СО + СО2) является линейной [89]. На рисунок кроме данных, полученных в лабораторных опытах, нанесены и данные по концентрации сероводорода в топоч-

Для придания деталям и приборам из алюминиевых сплавов красивого внешнего вида используются разнообразные декоративные покрытия, напр, лаки «трескающиеся», лак «мороз», эмали «муар», молотковые и др. Для получения покрытия «мороз» применяется масляный лак 331 (ТУ МХП 1045-43), а для покрытия «муар» — т. н. муаровые эмали различных цветов. Перед нанесением лака 331 поверхность окрашивают одним, двумя слоями масляной или глифталевой эмали и высушивают при 75—80° в течение 4 час. Затем шлифуют мелкой шкуркой, после чего наносят лак. Для образования рисунка лакированную деталь помещают на 25 мин. в сушильный шкаф с темп-рой 55—65°, в к-ром создается атмосфера, насыщенная продуктами неполного сгорания керосина или светильного газа. Характер получаемого рисунка зависит от вязкости лака, толщины нанесенного слоя, режима сушки и др. После появления рисунка лаковое покрытие выдерживается при 15—25° в течение 24—30 час. Перед отделкой эмалью «муар» наносится масляный или глифталевый цинкхро-матный грунт. Размер рисунка (фактура) зависит от вязкости эмали и толщины наносимого слоя. Сушка покрытия производится в 2 стадии: сначала рисунок «проявляется» нагревом в течение 25—40 мин. при 75—80°, затем пленка окончательно высушивается и закрепляется при выдержке в течение 2 час. и темп-ре 150—160° для эмалей темно-серого цвета и черного цвета и при выдержке не менее 4 час. и темп-ре 75—80° для светлых эмалей и 90—100° для коричневой, синей и красной. Покрытие «муар» хорошо скрывает мелкие дефекты поверхности.

В этом случае азотсодержащие соединения угля либо сразу разлагаются с образованием молекулярного азота, либо образовавшийся N0 восстанавливается продуктами неполного сгорания и углеродом до N2. Дожигание выходящих из слоя продуктов неполного сгорания, лишенных азотсодержащих соединений, за счет подаваемого выше слоя вторичного дутья уже не может привести к существенному возрастанию содержания N0, поскольку азот воздуха при температурах менее 1.000'С почти не окисляется.

углекислый газ, кроме того,—вместе с продуктами неполного сго-

В зонах горения мазута с нехваткой кислорода наряду с газообразными продуктами неполного сгорания 4-2002 49

Рассмотрим элементарную частицу топлива dB, сгорающую при локальном избытке воздуха аг-. Согласно предложенному Г. Ф. Кнорре и уточненному автором уравнению теплового баланса при а<1 тепло, уносимое продуктами неполного сгорания, равно

При сильном уменьшении коэффициента избытка воздуха, помимо СО, продуктами неполного сгорания являются также Н2 и ОН.}, которые уносят следующее количество не 'выделившегося при их горении тепла: СО— 12600 кдж/м3; СН'4 — 35700 кдж/м* и Н2 — 10750 кдж/м3 и H2S — 23400 кдж/м3. Поэтому общая потеря тепла от химической неполноты сгорания составит:

Возникновению перечисленных явлений способствует повышение нагрузки котла и ухудшение атмосферных условий, влияющих на тягу (дождь, потепление, задувание и т. д.), а также открытие окон и дверей с подветренной стороны, работающих на вытяжку и в данном случае только усугубляющих неблагоприятные условия тяги. В случае даже небольших неисправностей дымоотводящих устройств, не заметных при нормальном режиме естественной тяги, все это может привести к полному опрокидыванию тяги, и котельная окажется загазованной продуктами неполного горения, что создаст аварийную обстановку.

Отсутствие или нарушение тяги в процессе эксплуатации котлов на газовом топливе является серьезной опасностью не только в отношении нарушений процесса горения газа, но и -возможных отравлений продуктами неполного горения, выбивающимися через неплотности обмуровки котла и дымоотводящих каналов. Наиболее распространенными причинами нарушения тяги являются:

Рабочая температура подшипников не должна превышать 50 —60°С, иначе поры быстро закупориваются продуктами окисления масла п подшипник теряет свойство самосмазывае-мостн. Необходимо применять валы повышенной твердости (> HRC 55).

Встречающиеся в газовых системах продукты окисления весьма разнообразны, и их появление зависит от состава среды, температуры и характера применяемых химических веществ. Чаще всего продуктами окисления в системах газа, а также газа и жидкости являются сера (из Н25), карбоксильные кислоты (из метанола, гликоля и алканоламинов), оксиды железа (из железа), полисульфиды (из меркаптанов), оксиды амина (из аминов), тиосульфат (из Н25 и 5). Эти соединения могут вызывать сильную коррозию. Они образуются в трубопроводах или попадают в них из установок очистки газа.

Продуктами окисления могут быть твердые растворы кислорода в металле и их химические соединения. Железо при комнатной температуре растворяет около 0,05% кислорода, а при 1000°С - 0,12%. Если окисление продолжается выше предела насыщения, то из раствора выпадают окислы. Известно, что железо с кислородом образуют три вида окислов. Они представляют собой различные фазы в системе O2-Fe с различным типом кристаллической решетки: вюстит FeO, магнетит Fe?O4 и гематит Fe2Oj. Вюстит растворим в железе и устойчив при температуре выше 57()°С; ниже атой температуры он распадается на магнетит и чистое железо: 4FeO = Ре^О4 + Fe. Магнетит и гематит устойчивы во всем диапазоне температур от комнатной до температуры плавления. Пленка на железе состоит из слоев, расположенных от поверхности внутрь в последовательности, соответствующей убыванию кислорода в окисле (рис. 2.8) [32].

Конечными газообразными продуктами окисления серы в условиях сжигания энергетических топлив являются S02 и SO3, которые преимущественно образуются в процессе горения органической и колчеданной серы.

зерна MoSi2 окружаются продуктами окисления. На основании этих данных было сделано заключение о том, что имеет место межкри-•сталлитное разрушение. Химический анализ продуктов распада показал, что, кроме дисилицида, они содержат Мо03 и Si02 в соотношении 1 : 3. Кроме того, присутствовал низший окисел Мо. Было обнаружено также, что некоторые примеси способствуют разрушению. Связь между содержанием в атмосфере паров воды и распадом отсутствовала. Как показали наблюдения, продолжительность времени до разрушения образцов MoSia зависела от степени их спеченности.

Рис. 11.34. Участок излома одной из лопаток (а) на этапе развития разрушения по границам зерен с частично отслоившимися продуктами окисления и мезолинии на этапе распространения усталостной трещины (б), (в) в лопатке двигателя ТВ2-117А № С95101365 и (г) С98101005

проходит по границам зерен. Выдержка 10,7 мин приводит к образованию широких, сильно окисленных трещин (рис. 45,е). Скорость роста трещин уменьшается вследствие их притупления; объем трещин заполняется продуктами окисления.

Выпускаемые нефтяной промышленностью масла различных сортов отличаются друг от друга по ряду показателей, из которых важнейшими являются вязкость, смазочная способность (маслянистость), температура вспышки, температура застывания, способность отделяться от воды (т. е. деэмульгировать), химическая и термическая стабильность (т. е. способность выдерживать значительный нагрев в присутствии кислорода воздуха без существенного изменения состава масла). Все эти свойства масел зависят от их химического состава, технологии получения и способа очистки. Очистка смазочных масел производится для того, чтобы удалить из них непредельные углеводороды и асфальто-смолистые вещества, присутствие которых в маслах приводит к быстрому окислению и осмолению последних в процессе эксплуатации. Окисление масел вызывает коррозию смазываемых поверхностей и элементов смазочной системы, а также загрязнение их продуктами окисления. Присутствие в маслах большого количества продуктов окисления и смолистых веществ может привести к закупориванию трубопроводов и смазочных каналов. Помимо этого, очистка масел улучшает также температурно-вязкостные характеристики их.

на малой поверхности контакта высоким местным давлением и высокой температурой, развившейся от трения. Непосредственный контакт цапфы с подшипником происходит главным образом вследствие нарушения целостности масляной пленки продуктами окисления масла и коррозии и перекосом вала.

Рабочая температура подшипников не должна превышать 50 —60°С, иначе поры быстро закупориваются продуктами окисления масла п подшипник теряет свойство самосмазывас-мостп. Необходимо применять валы повышенной твердости (> HRC 55).

При обеззараживании сточной воды хлором возможно возникновение органолептически активных хлорпроизводных [151]. Особенно устойчивым является запах, возникающий при хлорировании воды, загрязненной фенолом. Полное разрушение фенола достигается при дозах 8 мг хлора на 1 мг фенола. Продуктами окисления являются малеиновая, муравьиная и муконовая кислоты [152]. В результате хлорирования сточных вод, содержащих ПАВ, образуются токсичные продукты трансформации [153].