Адрес для переписки: Сорока Борис Семенович – Институт газа Национальной академии наук Украины, ул. Дегтяревская, 39, 03113, г. Киев, Украина. Тел.: +38 044 455-59-98
boris.soroka@gmail.com
Address for correspondence: Soroka Boris S. - The Gas Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, 39, Degtyarevskaya str., 03113, Kyiv, Ukraine. Tel.: +38 044 455-59-98
г. Киев
В Институте газа НАН Украины выполняются комплексные исследования формирования токсичных выбросов в пламени атмосферных горелок и за пределами видимых горящих конусов («богатое» первичное пламя). Проведение экспериментов обусловлено доказанным существенным содержанием вредных веществ в продуктах сгорания газового топлива в бытовых приборах и непосредственным контактом потребителей с газовыми выбросами при работе плит. Предложена методология изучения образования вредных выбросов, изготовлен огневой компьютеризованный стенд для исследования сжигания углеводородных газов в горелках бытовых плит. В качестве токсичных выбросов рассматриваются оксиды углерода СО и азота NO и NO2, а как варьируемые параметры приняты коэффициент избытка первичного воздуха и тепловая нагрузка горелки. В условиях эксплуатации газовой плиты ее варьируемые характеристики – это давление газа перед соплом атмосферной горелки и ее тепловая мощность. При оптимизации конструкции горелок определяющей величиной устойчивости горения, энергетических и экологических показателей сжигания топлива является коэффициент избытка первичного воздуха λpr при заданном давлении газа перед горелкой. Установлено влияние этого коэффициента на образование СО, NO, NO2, доказана возможность появления выбросов с высокой концентрацией диоксида азота. Поскольку концентрация [NO] с повышением λpr уменьшается, a на абсолютный уровень концентраций [NO2] величина λpr влияет незначительно, определено, что доля концентрации [NO2] в смеси [NOx] = [NO] + [NO2] возрастает с увеличением коэффициента избытка первичного воздуха.
The Gas Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine performs comprehensive studies of the formation of toxic emissions in the flame of atmospheric burners and beyond the visible burning cones (“rich” primary flame). The experiments are based on the proven significant content of harmful substances in the combustion products of gas fuel in household appliances and on direct contact of consumers with gas emissions during the operation of the stoves. A methodology for the experimental researches of the harmful emissions formation has been proposed while the computerized firing rig serving as the diagnostic facility has been developed for studying the combustion of hydrocarbon gases in the burners of household stoves. Carbon oxides CO and nitrogen oxides NO and NO2 are considered as toxic emissions, while the primary air excess coefficient and the heat load of the burner are considered as variable parameters. Under operating conditions of a gas stove, its variable characteristics are the gas pressure in front of the nozzle of the atmospheric burner and its thermal power. When optimizing the design of burners, the determinant value of the stability of burning, energy and environmental indicators of fuel combustion is the coefficient of excess of primary air λpr at a given gas pressure before the burner. The influence of this coefficient on the formation of CO, NO, NO2 is established, and the possibility of emissions with a high concentration of nitrogen dioxide is proved. Since the concentration of [NO] decreases with an increase in λpr, and the absolute level of [NO2] concentrations is not significantly affected by the value of λpr, it is determined that the proportion of [NO2] concentration in the [NOx] = [NO] + [NO2] compound increases with an increase in the primary air excess coefficient.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.