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Stickstoffmonoxid tritt im menschlichen Körper als Botenstoff auf und
findet in der Behandlung unter anderem von Angina Pectoris Anwendung.
Distickstofftrioxid ist in kondensierter Form (-21 °C) tiefblau und in
fester Form (-102 °C) blassblau gefärbt. Bei Temperaturen oberhalb 0
°C zerfällt die Verbindung in Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid.
Aufgrund dieser Eigenschaft kann man den Siedepunkt nicht feststellen.
Inhaltsverzeichnis
Nitrose Gase
Nitrose Gase ist die Trivialbezeichnung für das Gemisch aus
Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Nitrose Gase
entstehen unter anderem bei der Reaktion von Salpetersäure (HNO3) mit
organischen Stoffen oder Metallen. (Bei der Reaktion von Salpetersäure
mit Silber und Kupfer entsteht sehr viel NOx). Eine weitere Ursache
für Stickoxide sind Abgase, die bei der Verbrennung fossiler
Brennstoffe, wie beispielsweise Kohle oder Öl, entstehen.
Die typisch rotbraunen Dämpfe der nitrosen Gase werden im Wesentlichen
durch das Stickstoffdioxid (NO2) hervorgerufen. Nitrose Gase haben
einen charakteristischen stechenden Geruch und können mit Verzögerung
von mehr als 24 Stunden (Latenzzeit) nach dem Einatmen noch zu einem
Lungenödem führen. Bei Männern kann zudem Impotenz bei häufigerem
Einatmen als Spätfolge eintreten.
Auswirkungen von Stickoxiden
* Reizung und Schädigung der Atmungsorgane (insbesondere
Stickstoffdioxid)
* Entstehung des Sauren Regens: Bildung von Salpetersäure (HNO3) durch
Reaktion von (2 NO2 + H2O → HNO3 + HNO2) oder durch Aufnahme von N2O5
in Aerosolpartikel und nachfolgender Bildung von NO3- in der flüssigen
Phase.
* Smogbildung
* Ozonbildung unter Einfluss von UV-Strahlung
NOx in der Feuerung
Stickoxide werden in der Regel entsprechend ihrer Quellen und ihres
Bildungsmechanismus in 3 Arten unterteilt:
* thermisches NOx
* Brennstoff- oder fuel-NOx
* promptes NOx
Die in diesem Zusammenhang erwähnte „NOx“ setzen sich in der Feuerung
zu etwa 95 % NO und 5 % NO2 zusammen. Mit Hilfe der Reaktionskinetik
lässt sich die Änderung der Konzentrationen des NOx beschreiben.
Hierbei sind letztlich die Konzentrationen von N2 und O als auch die
Temperatur maßgebliche Einflussfaktoren:
Der Exponentialterm ist der Ansatz über die Arrhenius-Gleichung, cN2
und cO die Konzentrationen zu Beginn der Reaktion.
Thermisches NOx
Die Bezeichnung „thermisch“ bezieht sich auf die relativ hohen
Temperaturen, die zur Initiierung der Bildungsreaktion des thermischen
NOx über N2 benötigt werden. Die Stickstoffquelle des thermischen NOx
ist der in der Verbrennungsluft vorhandene Stickstoff, der zur
Oxidation des N2 nötige Sauerstoff entstammt ebenfalls der
Verbrennungsluft. Zeldovich beschreibt die Entstehung in zwei
beziehungsweise drei Schritten, das Schema ist als einfacher
beziehungsweise erweiterter „Zeldovich-Mechanismus“ bekannt.
Mit der Bildung von thermischem NOx ist bei Verbrennungstemperaturen
ab etwa 1 250 °C zu rechnen, die Bildungsrate nimmt mit der Temperatur
exponentiell zu. Unterhalb dominiert bei stickstoffhaltigen
Brennstoffen das so genannten „Brennstoff-NOx“ oder „fuel-NOx“. Ebenso
haben der angebotene Sauerstoff und die Verweilzeit der
Reaktionspartner in der Verbrennungszone einen Einfluss auf die
NOx-Entstehungsrate. Untersuchungen zur Stickoxidbildung am
Lichtbogenofen belegen, dass neben den technischen
Verbrennungsprozessen fossiler Brennstoffe wie Erdöl oder Erdgas auch
O2/N2-Plasmen gute Bildungsbedingungen für Stickoxide aufweisen.
Brennstoff-NOx
Quelle dieser NOx-Art sind die im Brennstoff gebundenen Anteile an
Stickstoff, die während der Verbrennung in NOx umgesetzt werden. Die
mitgeführte Menge an Stickstoff ist stark brennstoffabhängig,
dementsprechend variieren auch die durch die Verbrennung entstehenden
Anteile von thermischem und Brennstoff-NOx im Rauchgas.
Man unterscheidet bei festen Brennstoffen zwei Arten der
Stickstofffreisetzung. Die homogene Freisetzung beschreibt die
Ausgasung des im Brennstoff gebundenen Stickstoffs mit den flüchtigen
Bestandteilen während die Heterogene den Abbrand des Restkoks
beschreibt.
Wesentliche Quelle für Brennstoff-NOx sind die flüchtigen Bestandteile
des Brennstoffes.
Brennstoff-NOx entsteht ab Temperaturen um etwa 800 °C vorwiegend in
den Flammenfronten der Feuerungsanlagen. Hierbei durchläuft der
mitgeführte Brennstoff mehrere Reaktionsschritte, die über Blausäure (HCN)
und Hydrazin (NHn) zu NO und N2 führen. N2 und NO können mit
Kohlenwasserstoff-Radikalen (CHn) eine Rückreaktion zu HCN durchlaufen
(„Reburning“) und hierbei wieder zu NO oder aber zu molekularem
Stickstoff (N2) umsetzen. Dadurch erhöht sich in der Summe die Menge
an molekularem Stickstoff. Diesen Effekt macht man sich in der so
genannten „Brennstoff-Stufung“, einer primären
Schadstoff-Minderungsmaßnahme, zu Nutze.
(wikipedia)

Mappa delle concentrazioni di SOx generato da
tre canna fumaria.

Mappa delle concentrazioni di SOx generato da
tre canna fumaria.
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