ООО «СиБ Контролс»

Снижение выбросов оксидов азота в атмосферу.

Что такое оксиды азота NOx?

Термин NO относится к семейству химических веществ, загрязняющих воздух - оксидов азота. NO представляет собой семь различных соединений, хотя наиболее опасным является только одно - диоксид азота. Диоксид азота (NO₂) – это опасный загрязнитель воздуха, который может вступать в реакцию с озоном. Данная реакция может приводить к образование кислотных дождей. NO₂ представляет собой красновато-коричневый газ с горьким запахом, похожий на запах хлора. NO₂ также обычно называют оксидом азота и дейтеоксидом азота, который обладает высокой реактивной способностью.

NO является промежуточным продуктом при производстве азотной кислоты. Азотная кислота является нитрующим реагентом при производстве химических взрывчатых веществ, отбеливателем для муки, замедлителем окисления акрилатов и окислителем в ракетном топливе. Оксид азота использовался в различных ракетных установках в многочисленных беспилотных космических исследованиях и до сих пор используется для космических путешествий в системах орбитального маневрирования космических кораблей.

Где встречается Оксид азота?

NO2 в естественном виде в окружающей среде можно встретить в дыхании бактерий, вулканах, молнии, а также в стратосфере. По оценкам ученых, каждая средняя вспышка молнии превращает около 7 кг азота в оксид азота. Каждый год во всем мире, в среднем, происходит 1,4 миллиарда вспышек молнии, что дает много естественного оксида азота, однако из этих же источников NO₂, принято считать остаточным газом в атмосфере Земли, где он выполняет функцию поглощения солнечного света и регулирования химического состава тропосферы, в частности концентрацию озона. По сравнению с выбросами NO₂ от естественных процессов, количество выбросов NO₂ от сжигания горючего ископаемого больше, более чем в три раза. 

Основной причиной образования NO₂ является двигатель внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания используются для работы автомобилей, катеров, кораблей, мотоциклов, локомотивов, вертолетов, самолетов и многого другого. Дополнительные источники образования оксида азота - печи, газовые, керосиновые обогреватели и сигаретный дым. Наиболее заметными историческими причинами образования диоксида азота были ядерные испытания, что стало причиной появления печально известных красноватых грибовидных облаков. Их образования связано с высокими температурами ядерных реакций, так как кислород и азот не реагируют между собой при температуре окружающей среды. При высоких температурах они подвергаются эндотермической реакции с образованием оксидов или диоксидов азота.

Почему требуется снижать выбросы оксида азота?

У людей, регулярно подвергающихся воздействию NO₂, повышается риск заболевания легких. Чаще всего страдают те, кто работает в сельском хозяйстве и подвергается воздействию NO₂ в результате разложения растений в силосохранилищах. На самом деле, это заболевание настолько распространено, что это заболевание легких называют «болезнью силосных ям». Данное заболевание легких, вызванное NO₂, может привести, в некоторых случаях, к преждевременной смерти и, в меньшей степени, к эмфиземе или бронхиту. Также известно, что NO₂ может накапливаться в организме людей и приводить к сердечнососудистым заболеваниям.

В результате жаркой и солнечной погоды, ЛОВ (Летучие Органические Вещества) и оксид азота взаимодействуют между собой, и образуется смог. Смог (приземный озон) наносит ущерб растительности и снижает урожайность. Когда оксид азота и диоксид серы вступают в реакцию с другими составляющими воздуха, образуется кислотный дождь. Кислотный дождь наносит ущерб автомобилям, зданиям и историческим памятникам. Для окружающей среды влияние кислотных дождей наиболее заметно в водной среде, включая ручьи, реки, озера и болота, где воздействие на рыб и дикую природу может быть чрезвычайно опасным.

Когда кислотные дожди попадают в почву, они способны вытягивать соединения алюминия из глинистых пород почвы и переносить их в подземные воды. Животные, которые наиболее чувствительны к кислотным дождям и алюминию, как правило, молодые особи. При определенных уровнях pH, вызванных кислотным дождем, икринки рыб не способны к дальнейшему развитию, и даже более старые особи рыб погибают в данной среде. Животные с более высокой чувствительностью к уровням pH пострадают больше всего. Важно помнить, что экосистемы являются целостными и воздействие на один вид не будет ограничено данным видом. Кислотный дождь не только откладывает алюминий в почве, но и лишает ее минералов и питательных веществ, которые поддерживают здоровый рост растений.

Растения, которые подвергаются воздействию кислотных дождей, не погибают сразу, сначала их листья становятся коричневого цвета, они становятся более восприимчивыми к воздействию низких температур и меньше способны поглощать солнечный свет, что в дальнейшем приводит к их гибели.

В то время как большое количество кислоты находится в жидкой форме, кислота также может находиться и в частицах пыли. Это называется сухим осаждением. Эти кислоты особенно агрессивны по отношению к металлам, краске и камню, вызывая быстрое разрушение. Часто эмоциональный ущерб, причиняемый кислотной пылью, так же велик, как и финансовый ущерб, так как различные памятники архитектуры чрезвычайно подвержены разрушению.

Все влияние оксида азота, описанное в данной статье, показывает, что уменьшение выбросов NOx, NO₂ и кислотных дождей имеет важное значение для сохранения здоровья, как окружающей среды, так и всего населения Земли. При этом также важно знать, что затраты на охрану окружающей среды препятствуют получению сверх прибылей коммерческой деятельности.

Мы можем предложить решения по борьбе с выбросами, которые имеют разумные капитальные затраты, низкие эксплуатационные расходы, практически не требуют затрат на обслуживание и имеет небольшие размеры, чтобы обеспечить учет всех потребностей предприятий по защите окружающей среды.

Итак, как мы можем уменьшить выбросы оксида азота NO и появление кислотных дождей?

Существует много вариантов переработки NO в зависимости от комбинации ЛОВ. Предлагаемая системы переработки включают в себя: термоокислитель, углеродный адсорбер, систему селективного каталитического восстановления или скруббер.

Термический окислитель (также известный как камера дожига, или печь дожига, или термический окислитель прямого сжигания) - это технологическая установка для снижения выбросов ЛОВ, которая разлагает опасные газы при высоких температурах. В результате работы установки выделяется тепло (которое может быть в дальнейшем утилизировано), водяной пар и углекислый газ. Существует много различных типов технологий термоокислителей, доступных для решения конкретных задач по уничтожению опасных веществ, таких как PTO, TO, каталитические рекуперативные окислители и многие другие.