Горелка LO-NOx

редактировать
Один из ранних эскизов горелки с низким выбросом NOx

A Горелка LO NOx - тип горелки, которая обычно используется в коммунальных котлах для производства пара и электроэнергии.

Содержание

  • 1 Предпосылки
    • 1.1 первое открытие
    • 1.2 «Потребность - мать изобретения»
    • 1.3 Парниковые газы и фотохимический смог
    • 1.4 Лучшая доступная технология контроля (BACT)
    • 1.5 Энергетическая эффективность
  • 2 Применение технологий
  • 3 Ссылки
  • 4 Внешние ссылки

История вопроса

Джон Джойс, изобретатель горелки LO-NOx на Конференции в начале 1990-х годов

Первое открытие

Примерно в 1986 г. (из Боуин Карс (известность), влиятельный австралийский изобретатель, впервые узнал о оксидах азота (NOx ) и их роли в образовании смога и кислотных дождей. Его первое знакомство со сложностями этого предмета стало возможным благодаря работе Фреда Барнса и доктора Джона Бромли из Энергетической комиссии штата Западная Австралия.

Подавляющее большинство исследований и разработок длились более двадцати лет. Речь идет о крупномасштабных промышленных горелках и сложных механизмах, которые, в конечном итоге, не производят того, что можно было бы считать низким NO x (2 нг / Дж или ~ 4 ppm при 0% O 2 на сухой основе ).

Фактически в то время 15 нг / Дж NO 2, по-видимому, считалось низким NO 2. Единственное четкое сообщение, которое действительно просочилось Через всю массу информации, которую он изучил, было влияние температуры на образование NO x.

«Потребность - мать изобретений»

В конце 1980-х, Здоровье и окружающая среда Власти Австралии выразили обеспокоенность по поводу качества воздуха в помещениях и того, что особенно старые газовые обогреватели более старого типа способствовали повышению уровня выше допустимого. ls диоксида азота (NO 2). Следовательно, в 1989 году Департамент школьного образования Нового Южного Уэльса инициировал обширное исследование диоксида азота в школах Нового Южного Уэльса. В качестве временной меры органы здравоохранения рекомендовали, чтобы уровень 0,3 ppm NO2стал верхним пределом для классных комнат. Это, в свою очередь, снизило уровень выбросов NO 2 внутри помещения для нагревателей ненагреваемого газа с 15 до 5 нг / Дж, и это остается текущим пределом. Правительство Нового Южного Уэльса через Департамент общественных работ также пересмотрело альтернативные методы обогрева классных комнат, чтобы обеспечить безопасную и здоровую среду для учащихся.

Именно в этом контексте компания Джона Джойса приступила к реализации крупной программы исследований и разработок, направленной на минимизацию выбросов диоксида азота из нагревателей неизвлекаемого газа. Bowin Technology поставила перед собой задачу решить проблему выбросов у источника: газовой горелки. Это произошло вопреки в целом давнему мнению экспертов по газу, что коммерчески оправданные усовершенствования газовых горелок не могут обеспечить резкого снижения содержания оксидов азота (NO x).

В 1989 году немедленный призыв снизить уровень диоксида азота в помещении (NO 2) был вызван широко разрекламированными статьями и освещением в СМИ в Новом Южном Уэльсе, в которых подчеркивалось влияние этого химического вещества. на респираторных чувствительных людей, таких как астматиков и людей с бронхиальными проблемами.

В разгар дебатов о качестве воздуха в помещениях различным государственным учреждениям в Австралии посоветовали перейти на газовые обогреватели с дымоходом и электрическое отопление.

, напротив, в Новом Южном Уэльсе путем совместных действий Австралийская газовая компания, органы здравоохранения и Департамент общественных работ Нового Южного Уэльса сформулировали первоначальные рекомендации по качеству воздуха в помещениях. Эти руководящие принципы легли в основу ограничений Австралийского Кодекса по газовым устройствам для выбросов диоксида азота NO 2 от обогревателей без дымовой трубы, которые в настоящее время приняты по всей Австралии.

Джон Джойс узнал, что ни один другой зарубежный регулирующий орган не сделал различие между NO и NO 2 в их экологических нормах и правилах. Кроме того, выяснилось, что требования к общему уровню оксидов азота выполнялись независимо от того, были ли выбросы отводящимися или нет.

Следовательно, Джон Джойс узнал, что «безвредная» часть выбросов NO x, оксид азота (NO), в присутствии углеводородов (например, бытовые аэрозольные пропелленты, возможные утечки газа и попадание выхлопных газов транспортных средств) преобразуется в NO 2. Это было установлено в ходе расследования школы Нового Южного Уэльса. В научном смысле стало практикой рассчитывать как NO + NO 2, при измерении уровней оксидов азота в выбросах. Следовательно, теперь обычно используется ссылка на «общий NO x ».

Парниковый газ и фотохимический смог

Природный газ по составу имеет явное преимущество перед другими ископаемыми видами топлива с точки зрения двуокиси углерода, твердые частицы и диоксиды серы, образующиеся при преобразовании в полезную энергию. В начале 1990-х годов многие страны находились в процессе замены нефти и угля природным газом для удовлетворения своих потребностей в электроэнергии.

Чтобы сохранить это преимущество в качестве «экологически чистого» топлива, австралийские газовые компании эффективно сокращают потери газа (выбросы метана) при поставках и вводят строгие правила для производителей и установщиков бытовой техники против утечки газа.

Тем не менее, экологи считают образование оксидов азота главной угрозой в образовании парниковых газов и фотохимического смога. Взаимодействие NOx с углеводородами из выхлопных газов транспортных средств и солнечного света также может образовывать озон низкого уровня. В стратосфере (около 25 км вверх). Озон полезен, поскольку поглощает более сильную часть ультрафиолетового излучения солнца, но на уровне земли он повреждает материалы и растительность. Он раздражает горло, легкие и глаза, а тяжелые упражнения или работа могут стать болезненными. Кроме того, эффективность закиси азота в качестве парникового газа увеличивается за счет более длительного срока его службы, чем у диоксида углерода, метана и CFC.

По сути, скорость образования озона низкого уровня определяется углеводородами, в то время как наличие оксидов азота влияет на количество, которое он производит. На этом этапе экологические дебаты принимают неожиданный оборот, поскольку отдельные отрасли склонны обвинять друг друга в выбросах как вероятную причину.

Наилучшая доступная технология контроля (BACT)

Хорошо известно, что обычные газовые горелки «голубое пламя » или газовые горелки Бунзена производят оксиды азота на уровне 30-50 нанограммов. на джоуль и как таковые не считаются потенциально способными к снижению NOx. Горелки с поверхностным сжиганием или излучающие плиточные горелки для сравнения производят уровни оксидов азота на 60-70% меньше. Поэтому исследования Джона Джойса горелок с низким содержанием NO x касались в основном методов поверхностного сжигания. Другой проблемой было влияние температуры горения на образование NO x.

. Задача Джона Джойса стала еще более сложной, когда он решил не направлять свои разработки на плитку для поверхностного горения лучистого типа. Использование лучистого обогрева для большинства институциональных целей (кроме точечного обогрева) считается непрактичным, поскольку оно слишком горячее рядом с обогревателем, в то время как потеря лучистого тепла на расстоянии, которое необходимо достичь, весьма значительна.

Исследования многочисленных разработок других типов горелок с «низким выбросом NOx» показали, что до сих пор такие горелки были либо слишком сложными по конструкции или эксплуатации, либо слишком дорогими или непригодными. План Джона Джойса состоял в том, чтобы использовать сетку из жаропрочной стали, и продолжил производство множества горелок прототипов, пока одна из них не показала «потенциал».

Научно-инновационный характер технологий LO-NO x Джона Джойса подтвержден полной патентной защитой в Австралии, США., Великобритания, Япония, Италия и Франция.

В 1993 году Джон Джойс получил австралийскую премию в области дизайна и статус выбора музея Powerhouse. для своей серии нагревателей "SLE", в которую входят горелки LO-NO x.

Австралийская академия дизайна выбрала серию газовых обогревателей SLE для демонстрации дизайна во время Национальной конференции "Инновации в дизайне" в октябре 1994 года.

В в США горелки LO-NO xводонагревателя Джона Джойса успешно прошли серию исчерпывающих испытаний, чтобы доказать, что эти конкретные горелки не действуют как источник воспламенения в присутствии легковоспламеняющихся паров, возникающих при случайном попадании топлива разлив. Также были проведены обширные испытания для подтверждения снижения уровня NO 2.

Энергетическая эффективность

Более ощутимая экономия затрат определяется при сравнении энергетической эффективности газовых нагревателей с низким уровнем выбросов NO x. с обычными типами дымохода. Газовые обогреватели, имеющие проблемы с выбросами, отводятся в воздух и по своей природе теряют значительную энергию в виде горячих дымовых газов в атмосферу. Кроме того, выбор места размещения дымоходных обогревателей сильно затруднен из-за ограничений по установке дымохода.

Напротив, специальные газовые обогреватели с низким уровнем выбросов не требуют дымовой системы. Более того, с введением термостатических регуляторов они не полагаются на вентиляцию, как это было раньше. Эти обогреватели можно разместить более удобно и централизованно, чтобы обеспечить оптимальное распределение теплого воздуха. По определению, газовые нагреватели с низким содержанием NO x имеют 100% эффективность, поскольку вся тепловая энергия, выделяемая из пламени, преобразуется в полезное тепло.

Применение технологий

  • Газовые обогреватели дымового газа
  • Газовые обогреватели дымового газа
  • Газовые накопительные водонагреватели

.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-26 08:54:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте