NOx

NO x er en generisk forkortelse som samlet identifiserer alle nitrogenoksider og deres blandinger .

Oksider

Nitrogen er i stand til å danne flere oksider:

nitrogenmonoksid ( NO)
nitrogendioksid eller hypoazotid (NO 2 , også som dimer N 2 O 4 )
lystgass eller lystgass (N 2 O)
dinitrogentrioksid eller dinitrogenanhydrid (N 2 O 3 )
dinitrogenpentoksid eller salpetersyreanhydrid (N 2 O 5 )

Produksjon under forbrenning

Akronymet ( NO x ) identifiserer på en generisk måte nitrogenoksidene som produseres som biprodukter under en forbrenning som foregår ved hjelp av luft ( fra vedpeisen , til bilmotoren , til termoelektriske kraftverk ).

Mengden og kvaliteten på NO x -blandingen avhenger av det forbrente stoffet og forholdene forbrenningen finner sted under.

Produksjonsmekanismer

NO x dannes generelt i henhold til tre mekanismer:

Pronto : NO x som dannes i den innledende delen av forbrenningen, hvor det er sterk tilstedeværelse av svært aggressive mellomprodukter som derfor også angriper nitrogen. Generelt sett er mengden klar NOx-produksjon betydelig lavere enn termisk eller brensel
Termisk : NO x dannes fra nitrogenet som er tilstede i atmosfæren i nærvær av høye temperaturer og store mengder oksygen, spesielt i forbrenningsmotorer . Det skal bemerkes at i tilfellet med ideell forbrenning vil nitrogenoksider ikke være blant produktene derav, siden sistnevnte, som kjent, er inert ved lave temperaturer. Derfor er det nettopp på grunn av de høye temperaturene som oppnås under de mellomliggende stadiene av forbrenningen at nitrogenmolekylene (N 2 ) dissosieres til atomisk nitrogen som i stedet er ekstremt reaktivt i kontakt med oksygen, som igjen er atomisk dissosiert, noe som fører til dannelse av NEI . Den påfølgende drastiske senkningen av temperaturen, som kan finnes i sluttfasen av forbrenningen i stempelmotorer eller langt fra flammen i kjelebrennere, fryser reaksjonen beskrevet ovenfor, og forhindrer re-assosiasjon av nitrogen og oksygen, og slipper dermed ut NO ved å -produkt nedstrøms.
fra drivstoff : Dette er nitrogenoksider produsert med utgangspunkt i nitrogenet som finnes i drivstoffet. Fast brensel (kull) kan ha en nitrogenprosent som varierer fra 0,5-2 %

Tiltak for å redusere utslipp

For å begrense og kontrollere NO x - utslipp finnes det ulike tiltak, som også kan brukes på en kombinert måte. For dette formål er det nyttig at:

Karburering skjer så jevnt som mulig, og unngår temperaturtopper og varme punkter i forbrenningskammeret. En "mager" blandingsforbrenning vil være preget av høye nivåer av NO x , også visuelt gjenkjennelig av den typiske gulaktige fargen på røyken . Det grunnleggende kompromisset som må inngås er med karbonmonoksid (CO) som i stedet dannes ved lave forbrenningstemperaturer. Det kan utledes at det støkiometriske forbrenningsvinduet kan være noe begrenset mellom grensene for NO x og CO-utslipp.
En eksosgassresirkuleringsanordning (EGR) er installert som reduserer de maksimale forbrenningstemperaturene ved å introdusere (inerte) brente gasser i forbrenningskammeret. Denne forbedringen kommer imidlertid på bekostning av en betydelig økning i utslipp av karbonholdige partikler [1] .
Vanninjeksjonssystemer brukes i forbrenningskammeret, eller direkte inn i drivstoffblandingen. I en studie fra 2016 viste bruken av denne metoden på en dieselmotor , i kombinasjon med resirkulering av eksosgass i kammeret , NOx-reduksjoner på opptil 85 %, med 40 % reduksjon i utslipp av karbonholdige partikler sammenlignet med drift i Bare EGR-modus (selv om partikkelutslippene forblir høyere enn for en dieselmotor uten noen forholdsregler [1] .
En katalytisk omformer er installert , en komponent som favoriserer den molekylære reaksjonen.
Katalysatorer (SCR - Selective Catalytic Reduction ) eller metoder for injeksjon av reagenser direkte inn i forbrenningskammeret (SNCR - Selektiv ikke-katalytisk reduksjon ) brukes. Begge bruker ammoniakk i vandig løsning eller urea som reagenser .

Produksjon

NOx produseres i naturen hovedsakelig av lyn og vulkanutbrudd. Hos mennesker og i dyreorganismer, mer generelt, genereres de av cellene i immunsystemet for å drepe patogene bakterier og av andre celler for forskjellige funksjoner. Spesielt nitrogenmonoksid har vasodilatoriske funksjoner.

En av de viktigste menneskeskapte kildene er forbrenningsmotorer , nitrogenoksider dannes i kraft av temperaturen som oppnås under forbrenning av drivstoff.

Andre produksjonskilder er gasskomfyrer for kjøkken og vann- og/eller romvarmekjeler.

Bivirkninger

Nitrogenoksider, spesielt nitrogendioksid, er forurensende stoffer i atmosfæren og forverrer tilstandene til astmapasienter , barn og de som lider av kroniske luftveissykdommer eller hjertesykdom, i alle fall overskredet terskelen på 10 ppm (for å anses å være en konsentrasjon tusenvis ganger større selv i urbane miljøer hvor det er vanskelig å overstige 0,05 ppm) oppstår problemer ved lungepust og lungeødem, mens det allerede med 15 ppm er irritasjon av slimhinner og øyne, mens tilstedeværelsen i luften er merkbar kl. 3 ppm med en skarp lukt. Langtidseffekter inkluderer lungeendringer på vevs- og cellenivå, økt mottakelighet for både bakterielle og virale lungeinfeksjoner, mens det er mistanke om mulig skade på det kardiovaskulære systemet som induksjon av iskemisk myokard. , hjertesvikt og hjertearytmier [2 ] . Noen av dem i nærvær av solstråling kan reagere med oksygendannende ozon og andre forbindelser av den såkalte fotokjemiske smog hvis også i nærvær av uforbrente hydrokarboner (HC). Trioksid og dinitrogenpentoksid er løselige i vann og kan med luftfuktighet danne salpetersyre og salpetersyre , som begge er tilstede i den såkalte " syreregnet ".

Merknader

^ a b ( EN ) M Nour, H Kosaka, Ali K Abdel-Rahman og M Bady, Effekt av vanninjeksjon i eksosmanifold på dieselmotorforbrenning og utslipp , i Energy Procedia , vol. 100, 2016, s. 178–187, DOI : 10.1016 / j.egypro.2016.10.162 .
^ Nitrogenoksider , på arpalazio.net . Hentet 5. september 2017 (Arkiveret fra originalen 5. september 2017) .

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Wikimedia Commons inneholder bilder eller andre filer om NOx