Методы снижения выбросов окислов азота газотурбинными двигателями

Оксиды азота – один из наиболее распространенных атмосферных загрязнителей, наравне с сернистым газом (SO₂), оксидами углерода, хлором, формальдегидом (HCHO), фенолом (C₆H₅OH), сероводородом (H₂S), аммиаком (NH₃), бензопиреном и пылью.

Оксиды азота – один из наиболее распространенных атмосферных загрязнителей, наравне с сернистым газом (SO₂), оксидами углерода, хлором, формальдегидом (HCHO), фенолом (C₆H₅OH), сероводородом (H₂S), аммиаком (NH₃), бензопиреном и пылью. Оксиды азота – газообразные моноксид азота (NO) и диоксид азота (NO₂) объединяются общей формулой NO_x. Образуется при всех процессах горения в результате соединения азота и кислорода воздуха: первоначально выделяется, прежде всего NO, который затем в воздухе окисляется до NO₂, более вредного для здоровья. Из NO₂ может образоваться азотная кислота, на долю которой приходится до 1/3 от суммы кислот, участвующих в образовании кислотных дождей. Под воздействием солнечного света NO_x реагирует с образованием опасных фотооксидантов, к которым принадлежит озон и более токсичный пероксиацетилнитрат. Оксиды азота создают смог и способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности. Превышение концентрации NO_x в воздухе вызывает острые заболевания органов дыхания и бронхит у новорожденных. При остром отравлении может развиться отек легких. Признаки хронического отравления – головные боли, бессонница, изъязвление слизистых оболочек.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) диоксида азота (NO₂) в воздухе – 0,04 мг/м³ (среднесуточная доза) на сегодняшний день. Нормативы ПДК периодически пересматриваются и ужесточаются. Самые жестокие сегодня в Японии, в РФ они пока достаточно мягкие. Для обеспечения требований даже наименее жестких стандартов необходимо уменьшить эмиссию NO_x(и других токсичных веществ) примерно на 2/3.

Один из видов транспорта, оказывающий значительное влияние на окружающую среду, это авиация. Авиация вызывает шумовое загрязнение и изменяет газовый состав атмосферы, выжигая кислород и выделяя диоксид углерода, загрязняет атмосферу оксидами азота, углеводородами. Загрязнение атмосферы авиацией примерно в 8 раз больше, чем автомобилями (в пересчете на перемещение 1 человека на расстояние 1 км). Однако, поскольку авиация используется меньше, чем автомобильный и железнодорожный транспорт, в развитых странах, а также в РФ загрязнение от авиации пока составляет не более 1-3 % ущерба, который наносят атмосфере все виды транспорта.

Выбросы оксида азота (млн. т. в год):

Несмотря на то, что доля выбросов, приходящихся на авиацию, незначительна, проблема создания экологических камер сгорания существует как, впрочем, и некоторые пути ее решения.

Начнем с более подробного рассмотрения механизмов образования оксидов азота и установления факторов, влияющих на их образование.