В большинстве своем выхлопные газы состоят из комплекса веществ. Количество и вид используемых веществ, также как и различные методики расчетов и их проведение, обуславливают очень разный состав выхлопных газов.
Табл.1 Типичные составляющие неочищенных газов .
|
Вредное вещество
|
Концентрация, мг/м кв.
|
|
HCL
|
400-1150
|
|
HF
|
2-20
|
|
SO2
|
200-800
|
|
NOx
|
150-400
|
|
CO
|
20-600
|
Эти компоненты тесно связаны с возможностью устранения вреда от выхлопных газов. Чтобы добиться нужных изменений, были проведены исследования характерных компонентов выхлопных газов. Особое внимание при этом обратили на такие составляющие, как CO, NO, N2O и SO2, которые влияют на количество окислителей в выхлопных газах, тем самым обуславливая концентрацию и количество органических вредных веществ. В исследованиях были использованы реактивы, состоящие из смеси основополагающего вредного вещества толуола и одного из выше указанных компонентов. Для этих исследований были использованы контрольные газы, приведенные в табл. 2. Добавление окиси углерода было обеспечено через дополнительный канал станции смеси газов. Концентрация СО при этом была проверена НДИР фотометром.
Табл. 2. Газы, использованные для определения влияния компонентов выхлопных газов.
|
Компонент
|
Хим. формула
|
Концентрация, мг/м кв. в азоте
|
|
Моноксид азота
|
NO
|
177
|
|
Окисид азота
|
N2O
|
194
|
|
Двуокись серы
|
SO2
|
66
|
Проведение исследований было организовано таким образом, что была обеспечена правдивая характеристика влияния различных составляющих на превращение толуола в СОх. Анализ дозировки компонентов, кроме окиси углерода, не производился. Определение состава выхлопных газов на входе в реактор было возможно при определении влияния состава выхлопных газов, разделенного на 44 компонента и распределении их в различные емкости. Сравнение влияния различных компонентов выхлопных газов на общий результат обеспечить было невозможно, поскольку основы отдельных проверочных газов имели различные граничные условия (например мощность общего потока). Но первичной целью было выделить тенденции влияния на общий результат.
Окись углерода.
В результате исследований влияния окиси углерода было установлено, что количество СО в исследуемых границах (0-2000 ppmv) не имело соответствующего действия на весь процесс.
Двуокись серы
Негативное влияние на изменения толуола имело место уже при небольшом количестве двуокиси серы. Причины этому следует искать в наличии содержащей озон конверсии SO2 и SO3. Из-за этой параллельно проходящей конкурентной реакции было использовано меньше озона и кислорода для окислительного изменения вредных веществ. Далее следует обратить внимание на химическое изменение влияния SO2 в комплекте с твердыми веществами, поскольку кальций как имманентный катализатор образует с SO2 сульфит либо сульфат кальция. Эта реакция может вызвать уменьшение активности катализатора, что приведет к ухудшению распада вредных веществ.
Моноксид азота и окисид азота.
Что касается моноксида азота (NO), то можно добиться уменьшения его количества в выхлопных газах. И отправным пунктом в этом могут быть известные реакции образования смога. Здесь надо учесть не прямое образование NO2 из огранических веществ, озона и NO, а образование органических субстанций через цепь радикалов ОН.
При наличии оксида азота N2O отмечается увеличение образования толуола. Здесь имеет место схожесть с моноксидом азота, так как озоном возможна конверсия N2O в NO.
Параллельно образованию толуола отмечается эффективное сокращение COx на 15% при наличии N2O и NO.
Жидкая составляющая выхлопных газов
При разделении выхлопных газов на составные части, в том числе загрязняющие окружающую среду, нельзя не учитывать входящую в их состав воду. Для оценки воздействия жидкой составляющей были проведены эксперименты при абсолютной влажности от 0,3 граммов воды на кг воддуха до 9,5 граммов воды на кг воддуха. Чтобы изменить уровень абсолютной влажности, часть наличного воздуха заменялась жидкостью, а затем добавлялись основные компоненты из газосмесителя. Содержания воды в жидкой составляющей выхлопных газов при соответствующей абсолютной влажности измерялось как уровень относительной влажности в сыром потоке газа.
Изменялась как абсолютная влажность, так и температура реактора. Таким образом было исследовано воздействие содержащейся в выхлопных газах жидкости в зависимости от температуры.
При температуре выше 100°C не было обнаружено никаких существенных изменений в конверсии вредных веществ. Но дальнейшие исследования показали, что при температуре ниже 100°C с увеличением количества жидкой составляющей ухудшается состав выхлопных газов. При одном и том же количестве воды с понижением температуры этот эффект увеличивается. Было также установлено, что с повышением влажности увеличивается скорость распада озона. Соответственно, увеличение количества выхлопных газов приводит к повышению выработки COx при одинаковом количестве толуола. Выходом в данном случае может быть изменение механизма реакции озона (например, увеличение количества образованных ОН-радикалов). Описанные прецеденты и механизмы происходят при температурах до 100°C. При переносе этой зависимости на технические процессы существенное значение имеет падение точки росы.
