Lo que se forma durante la combustión incompleta del gas natural. Condiciones de ignición y combustión del combustible gaseoso. Cómo reducir el daño de una estufa de gas

antropotoxinas;

Productos de destrucción de materiales poliméricos;

Sustancias que ingresan a la habitación con aire atmosférico contaminado;

Las sustancias químicas liberadas de los materiales poliméricos, incluso en pequeñas cantidades, pueden causar alteraciones significativas en el estado de un organismo vivo, por ejemplo, en el caso de una exposición alérgica a los materiales poliméricos.

La intensidad de la liberación de sustancias volátiles depende de las condiciones de operación de los materiales poliméricos: temperatura, humedad, tasa de intercambio de aire, tiempo de operación.

Se ha establecido una dependencia directa del nivel de contaminación química del aire con la saturación total del local con materiales poliméricos.

Un organismo en crecimiento es más sensible a los efectos de los componentes volátiles de los materiales poliméricos. También se ha establecido una mayor sensibilidad de los pacientes a los efectos de las sustancias químicas liberadas por los plásticos, en comparación con los sanos. Los estudios han demostrado que en habitaciones con una alta saturación de polímeros, la susceptibilidad de la población a alergias, resfriados, neurastenia, distonía vegetativa e hipertensión fue mayor que en habitaciones donde los materiales poliméricos se usaron en cantidades más pequeñas.

Para garantizar la seguridad del uso de materiales poliméricos, se acepta que las concentraciones de sustancias volátiles liberadas por los polímeros en edificios residenciales y públicos no deben exceder sus MPC establecidos para el aire atmosférico, y la relación total de las concentraciones detectadas de varias sustancias a su MPC no debe exceder uno. A los efectos de la vigilancia sanitaria preventiva de los materiales poliméricos y productos elaborados con ellos, se propone limitar la liberación de sustancias nocivas al medio ambiente o en la etapa de fabricación, o poco tiempo después de su liberación por parte de los fabricantes. Los niveles permisibles de alrededor de 100 sustancias químicas liberadas de los materiales poliméricos ahora se han comprobado.

En la construcción moderna, la tendencia hacia la quimificación de los procesos tecnológicos y el uso de diversas sustancias como mezclas, principalmente hormigón y hormigón armado, es cada vez más pronunciada. Desde un punto de vista higiénico, es importante tener en cuenta los efectos adversos de los aditivos químicos en los materiales de construcción debido a la liberación de sustancias tóxicas.

No menos poderosa fuente interna de contaminación del ambiente interior son productos de desecho humano antropotoxinas. Se ha establecido que en el proceso de la vida una persona libera aproximadamente 400 compuestos químicos.

Los estudios han demostrado que el ambiente de aire de las habitaciones sin ventilación se deteriora en proporción a la cantidad de personas y el tiempo que pasan en la habitación. El análisis químico del aire interior permitió identificar en ellos una serie de sustancias tóxicas, cuya distribución según las clases de peligro es la siguiente: dimetilamina, sulfuro de hidrógeno, dióxido de nitrógeno, óxido de etileno, benceno (la segunda clase de peligro es altamente peligrosa sustancias); ácido acético, fenol, metilestireno, tolueno, metanol, acetato de vinilo (la tercera clase de peligro son las sustancias de bajo peligro). Una quinta parte de las antropotoxinas identificadas se clasifican como sustancias altamente peligrosas. Al mismo tiempo, se encontró que en una habitación sin ventilación, las concentraciones de dimetilamina y sulfuro de hidrógeno excedían el MPC del aire atmosférico. Las concentraciones de sustancias como dióxido de carbono, monóxido de carbono y amoníaco también excedieron el MPC o estaban en su nivel. El resto de las sustancias, si bien ascendían a décimas y fracciones menores de la MPC, en conjunto daban testimonio del ambiente aéreo desfavorable, ya que incluso una permanencia de dos a cuatro horas en estas condiciones tenía un efecto negativo en el rendimiento mental de los sujetos. .



El estudio del ambiente de aire de locales gasificados mostró que durante la combustión horaria de gas en el aire interior, la concentración de sustancias fue (mg / m 3): monóxido de carbono - un promedio de 15, formaldehído - 0.037, óxido de nitrógeno - 0.62 , dióxido de nitrógeno - 0,44, benceno - 0,07. La temperatura del aire en la habitación durante la combustión del gas aumentó de 3 a 6 ° C, la humedad aumentó de 10 a 15%. Además, se observaron altas concentraciones de compuestos químicos no solo en la cocina, sino también en las viviendas del apartamento. Después de apagar los aparatos de gas, el contenido de monóxido de carbono y otras sustancias químicas en el aire disminuyó, pero a veces no volvió a los valores originales incluso después de 1,5 a 2,5 horas.

El estudio del efecto de los productos de combustión de gas doméstico en la respiración humana externa reveló un aumento en la carga del sistema respiratorio y un cambio en el estado funcional del sistema nervioso central.

Una de las fuentes más comunes de contaminación del aire interior es de fumar. El análisis espectrométrico del aire contaminado con humo de tabaco reveló 186 compuestos químicos. En habitaciones con ventilación insuficiente, la contaminación del aire por productos para fumar puede alcanzar el 60-90%.

Al estudiar los efectos de los componentes del humo del tabaco en los no fumadores (fumadores pasivos), los sujetos experimentaron irritación de las membranas mucosas de los ojos, aumento del contenido de carboxihemoglobina en la sangre, aumento de la frecuencia cardíaca y aumento de la presión arterial. . De este modo, principales fuentes de contaminación El ambiente aéreo de las instalaciones se puede dividir condicionalmente en cuatro grupos:

La importancia de las fuentes internas de contaminación en diferentes tipos de edificios no es la misma. En edificios administrativos, el nivel de contaminación total se correlaciona más estrechamente con la saturación de los locales con materiales poliméricos (R = 0,75), en instalaciones deportivas cubiertas, el nivel de contaminación química se correlaciona más bien con el número de personas en ellos (R = 0,75). Para los edificios residenciales, la estrecha correlación entre el nivel de contaminación química tanto con la saturación del local con materiales poliméricos como con el número de personas en el local es aproximadamente la misma.

La contaminación química del aire ambiental de los edificios residenciales y públicos bajo ciertas condiciones (mala ventilación, saturación excesiva de los locales con materiales poliméricos, grandes multitudes, etc.) puede alcanzar un nivel que tiene un impacto negativo en el estado general del cuerpo humano. .

En los últimos años, según la OMS, el número de informes del llamado síndrome del edificio enfermo ha aumentado significativamente. Los síntomas descritos de deterioro de la salud de las personas que viven o trabajan en dichos edificios son muy diversos, pero también tienen una serie de características comunes, a saber: dolores de cabeza, fatiga mental, aumento de la frecuencia de infecciones y resfriados transmitidos por el aire, irritación de las membranas mucosas de los ojos, nariz, faringe, sensación de sequedad de las membranas mucosas y piel, náuseas, mareos.

La primera categoría - edificios temporalmente "enfermos"- incluye edificios de nueva construcción o reformados recientemente en los que la intensidad de la manifestación de estos síntomas se va debilitando con el tiempo y en la mayoría de los casos desaparecen por completo al cabo de unos seis meses. La disminución de la gravedad de los síntomas puede estar asociada a los patrones de emisión de componentes volátiles contenidos en materiales de construcción, pinturas, etc.

En edificios de segunda categoría - constantemente "enfermo" los síntomas descritos se observan durante muchos años, e incluso las actividades recreativas a gran escala pueden no tener efecto. Una explicación para esta situación suele ser difícil de encontrar, a pesar de un estudio cuidadoso de la composición del aire, el funcionamiento del sistema de ventilación y las características estructurales del edificio.

Cabe señalar que no siempre es posible detectar una relación directa entre el estado del ambiente del aire interior y el estado de la salud pública.

Sin embargo, proporcionar un ambiente de aire óptimo para edificios residenciales y públicos es un importante problema de higiene y de ingeniería. El enlace principal para resolver este problema es el intercambio de aire de las instalaciones, que proporciona los parámetros requeridos del ambiente del aire. Al diseñar sistemas de aire acondicionado en edificios residenciales y públicos, la tasa de suministro de aire requerida se calcula en una cantidad suficiente para asimilar las emisiones de calor y humedad humanas, el dióxido de carbono exhalado, y en las habitaciones destinadas a fumar, también se tiene en cuenta la necesidad de eliminar el humo del tabaco. en cuenta.

Además de regular la cantidad de aire de suministro y su composición química, las características eléctricas del ambiente del aire tienen una importancia conocida para garantizar el confort del aire en un espacio cerrado. Este último está determinado por el régimen iónico de las instalaciones, es decir, el nivel de ionización positiva y negativa del aire. Tanto la ionización del aire insuficiente como la excesiva tienen un efecto negativo en el cuerpo.

Vivir en áreas con un contenido de iones de aire negativos del orden de 1000-2000 en 1 ml de aire tiene un efecto positivo en la salud de la población.

La presencia de personas en el local provoca una disminución del contenido de iones ligeros del aire. Al mismo tiempo, la ionización del aire cambia más intensamente, cuanto más personas hay en la habitación y más pequeña es su área.

Una disminución en la cantidad de iones ligeros está asociada con la pérdida de las propiedades refrescantes del aire, con su menor actividad fisiológica y química, lo que afecta negativamente al cuerpo humano y provoca quejas de congestión y "falta de oxígeno". Por ello, son de especial interés los procesos de desionización e ionización artificial del aire interior, que, por supuesto, deben contar con una regulación higiénica.

Debe enfatizarse que la ionización artificial del aire interior sin suficiente suministro de aire en condiciones de alta humedad y polvo del aire conduce a un aumento inevitable en la cantidad de iones pesados. Además, en el caso de la ionización del aire polvoriento, el porcentaje de retención de polvo en las vías respiratorias aumenta considerablemente (el polvo que lleva cargas eléctricas se retiene en las vías respiratorias de una persona en cantidades mucho mayores que el polvo neutro).

En consecuencia, la ionización artificial del aire no es una panacea universal para mejorar el aire interior. Sin mejorar todos los parámetros higiénicos del ambiente del aire, la ionización artificial no solo no mejora las condiciones de vida humana, sino que, por el contrario, puede tener un efecto negativo.

Las concentraciones totales óptimas de iones ligeros son niveles del orden de 3 x 10, y la mínima requerida es de 5 x 10 en 1 cm 3. Estas recomendaciones formaron la base de las normas sanitarias e higiénicas vigentes en la Federación Rusa para los niveles permisibles de ionización del aire en locales industriales y públicos (Tabla 6.1).

Unidades de medida de los componentes gaseosos de los productos de combustión →

Contenido de la sección

Al quemar combustibles orgánicos en hornos de calderas, se forman varios productos de combustión, como óxidos de carbono CO x \u003d CO + CO 2, vapor de agua H 2 O, óxidos de azufre SO x \u003d SO 2 + SO 3, óxidos de nitrógeno NO x \ u003d NO + NO 2 , hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), fluoruros, compuestos de vanadio V 2 O 5 , material particulado, etc. (ver Tabla 7.1.1). En el caso de la combustión incompleta del combustible en los hornos, los gases de escape también pueden contener hidrocarburos CH4, C2H4, etc. Todos los productos de la combustión incompleta son dañinos, pero su formación se puede minimizar con la tecnología moderna de combustión de combustible [1].

Tabla 7.1.1. Emisiones específicas de la quema de combustibles orgánicos en calderas de potencia [3]

Símbolos: A p, S p – respectivamente, el contenido de ceniza y azufre por masa de trabajo de combustible, %.

El criterio para la evaluación sanitaria del medio ambiente es la concentración máxima permisible (MPC) de una sustancia nociva en el aire atmosférico a nivel del suelo. MPC debe entenderse como una concentración tal de diversas sustancias y compuestos químicos que, con la exposición diaria durante mucho tiempo al cuerpo humano, no causa ningún cambio patológico o enfermedad.

Las concentraciones máximas permitidas (MPC) de sustancias nocivas en el aire atmosférico de las áreas pobladas se dan en la Tabla. 7.1.2 [4]. La concentración máxima de una sola vez de sustancias nocivas se determina mediante muestras tomadas dentro de los 20 minutos, el promedio diario, por día.

Tabla 7.1.2. Concentraciones máximas permisibles de sustancias nocivas en el aire atmosférico de áreas pobladas

Contaminante Concentración máxima admisible, mg/m 3
Máximo una vez Promedio diario
Polvo no tóxico 0,5 0,15
dióxido de azufre 0,5 0,05
monóxido de carbono 3,0 1,0
monóxido de carbono 3,0 1,0
dioxido de nitrogeno 0,085 0,04
Oxido de nitrógeno 0,6 0,06
hollín (hollín) 0,15 0,05
sulfuro de hidrógeno 0,008 0,008
Benz(a)pireno - 0,1 µg / 100 m 3
pentóxido de vanadio - 0,002
Compuestos de flúor (para flúor) 0,02 0,005
Cloro 0,1 0,03

Los cálculos se realizan para cada sustancia nociva por separado, de modo que la concentración de cada uno de ellos no supere los valores indicados en la Tabla. 7.1.2. Para las salas de calderas, estas condiciones se hacen más estrictas por la introducción de requisitos adicionales sobre la necesidad de sumar los efectos de los óxidos de azufre y nitrógeno, que se determina mediante la expresión

Al mismo tiempo, debido a deficiencias locales de aire o condiciones térmicas y aerodinámicas desfavorables, se forman productos de combustión incompletos en los hornos y cámaras de combustión, que consisten principalmente en monóxido de carbono CO (monóxido de carbono), hidrógeno H 2 y varios hidrocarburos, que caracterizan el calor. pérdidas en la unidad de caldera debido a una combustión química incompleta (quemado químico inferior).

Además, durante el proceso de combustión, se obtienen una serie de compuestos químicos, que se forman como resultado de la oxidación de varios componentes del combustible y nitrógeno en el aire N 2. La parte más significativa de ellos son los óxidos de nitrógeno NO x y el azufre SO x .

Los óxidos de nitrógeno se forman debido a la oxidación tanto del nitrógeno molecular del aire como del nitrógeno contenido en el combustible. Los estudios experimentales han demostrado que la mayor parte del NO x formado en los hornos de las calderas, a saber, el 96 ÷ 100 %, recae sobre el monóxido de nitrógeno (óxido) NO. El dióxido de nitrógeno NO 2 y el hemióxido de nitrógeno N 2 O se forman en cantidades mucho más pequeñas, y su participación es aproximadamente: para NO 2 - hasta el 4%, y para N 2 O - centésimas de porcentaje de la emisión total de NO x. En condiciones típicas de quema de combustibles en calderas, las concentraciones de dióxido de nitrógeno NO 2 son, por regla general, insignificantes en comparación con el contenido de NO y normalmente oscilan entre 0 y 7 ppm hasta 20÷30 ppm. Al mismo tiempo, la rápida mezcla de regiones frías y calientes en una llama turbulenta puede dar lugar a la aparición de concentraciones relativamente grandes de dióxido de nitrógeno en las zonas frías del flujo. Además, se produce una emisión parcial de NO 2 en la parte superior del horno y en la chimenea horizontal (en T> 900÷1000 K) y bajo ciertas condiciones también puede alcanzar tamaños apreciables.

El hemóxido de nitrógeno N 2 O, formado durante la combustión de combustibles, es, aparentemente, un intermedio de corta duración. El N 2 O está prácticamente ausente en los productos de combustión detrás de las calderas.

El azufre contenido en el combustible es fuente de formación de óxidos de azufre SOx: SO 2 sulfuroso (dióxido de azufre) y SO 3 sulfúrico (trióxido de azufre) anhídridos. La emisión másica total de SO x depende únicamente del contenido de azufre en el combustible S p , y su concentración en los gases de combustión también depende del coeficiente de flujo de aire α. Por regla general, la proporción de SO 2 es del 97 ÷ 99 % y la proporción de SO 3 es del 1 ÷ 3 % de la producción total de SO x . El contenido real de SO 2 en los gases que salen de las calderas varía de 0,08 a 0,6%, y la concentración de SO 3, de 0,0001 a 0,008%.

Entre los componentes nocivos de los gases de combustión, un nutrido grupo de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) ocupa un lugar especial. Muchos HAP tienen alta actividad cancerígena y (o) mutagénica, activan el smog fotoquímico en las ciudades, lo que requiere un estricto control y limitación de sus emisiones. Al mismo tiempo, algunos HAP, como el fenantreno, el fluoranteno, el pireno y otros, son casi fisiológicamente inertes y no cancerígenos.

Los PAH se forman como resultado de la combustión incompleta de cualquier combustible de hidrocarburo. Esto último ocurre debido a la inhibición de las reacciones de oxidación de los hidrocarburos combustibles por las paredes frías de los dispositivos de combustión, y también puede ser causado por una mezcla insatisfactoria de combustible y aire. Esto conduce a la formación en los hornos (cámaras de combustión) de zonas oxidantes locales con baja temperatura o zonas con exceso de combustible.

Debido al gran número de PAH diferentes en los gases de combustión y la dificultad de medir sus concentraciones, se acostumbra estimar el nivel de contaminación cancerígena de los productos de combustión y el aire atmosférico por la concentración del carcinógeno más fuerte y estable, el benzo(a). pireno (B(a)P) C 20 H 12 .

Debido a la alta toxicidad, se debe hacer una mención especial a productos de combustión de fuel oil como los óxidos de vanadio. El vanadio está contenido en la parte mineral del fuel oil y, cuando se quema, forma óxidos de vanadio VO, VO 2 . Sin embargo, durante la formación de depósitos sobre superficies convectivas, los óxidos de vanadio están presentes principalmente en forma de V 2 O 5 . El pentóxido de vanadio V 2 O 5 es la forma más tóxica de los óxidos de vanadio, por lo que sus emisiones se contabilizan en términos de V 2 O 5 .

Tabla 7.1.3. Concentración aproximada de sustancias nocivas en los productos de combustión durante la quema de combustibles orgánicos en calderas de potencia

Emisiones = Concentración, mg / m 3
Gas natural gasolina Carbón
Óxidos de nitrógeno NO x (en términos de NO 2) 200÷ 1200 300÷ 1000 350 ÷1500
Dióxido de azufre SO 2 - 2000÷6000 1000÷5000
Anhídrido sulfúrico SO 3 - 4÷250 2 ÷ 100
Monóxido de carbono CO 10÷125 10÷150 15÷150
Benz (a) pireno C 20 H 12 (0.1÷1, 0) 10 -3 (0.2÷4.0) 10 -3 (0.3÷14) 10 -3
Partículas sólidas - <100 150÷300

Durante la combustión de fueloil y combustibles sólidos, las emisiones también contienen material particulado, consistente en cenizas volantes, partículas de hollín, HAP y combustible no quemado como resultado de la subcombustión mecánica.

Los rangos de concentración de sustancias nocivas en los gases de combustión durante la combustión de varios tipos de combustibles se dan en la Tabla. 7.1.3.

El gas natural es el combustible más utilizado en la actualidad. El gas natural se llama gas natural porque se extrae de las entrañas mismas de la Tierra.

El proceso de combustión de gas es una reacción química en la que el gas natural interactúa con el oxígeno contenido en el aire.

En el combustible gaseoso hay una parte combustible y una parte no combustible.

El principal componente combustible del gas natural es el metano - CH4. Su contenido en gas natural alcanza el 98%. El metano es inodoro, insípido y no tóxico. Su límite de inflamabilidad es del 5 al 15%. Son estas cualidades las que hicieron posible el uso del gas natural como uno de los principales tipos de combustible. La concentración de metano es superior al 10% peligrosa para la vida, por lo que puede producirse asfixia por falta de oxígeno.

Para detectar una fuga de gas, el gas se somete a odorización, es decir, se agrega una sustancia de olor fuerte (etilmercaptano). En este caso, el gas ya se puede detectar a una concentración del 1%.

Además del metano, el gas natural puede contener gases combustibles como propano, butano y etano.

Para garantizar una combustión de gas de alta calidad, es necesario llevar aire a la zona de combustión en cantidades suficientes y lograr una buena mezcla de gas con aire. Se considera óptima la proporción de 1: 10. Es decir, diez partes de aire caen sobre una parte del gas. Además, es necesario crear el régimen de temperatura deseado. Para que el gas se encienda, debe calentarse a su temperatura de ignición y en el futuro la temperatura no debe caer por debajo de la temperatura de ignición.

Es necesario organizar la eliminación de los productos de combustión en la atmósfera.

La combustión completa se logra si no hay sustancias combustibles en los productos de combustión liberados a la atmósfera. En este caso, el carbono y el hidrógeno se combinan y forman dióxido de carbono y vapor de agua.

Visualmente, con combustión completa, la llama es de color azul claro o violeta azulado.

Combustión completa de gas.

metano + oxígeno = dióxido de carbono + agua

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

Además de estos gases, el nitrógeno y el oxígeno restante ingresan a la atmósfera con gases combustibles. N 2 + O 2

Si la combustión del gas no se completa, se emiten sustancias combustibles a la atmósfera: monóxido de carbono, hidrógeno, hollín.

La combustión incompleta del gas ocurre debido a la falta de aire. Al mismo tiempo, lenguas de hollín aparecen visualmente en la llama.

El peligro de la combustión incompleta del gas es que el monóxido de carbono puede provocar el envenenamiento del personal de la sala de calderas. El contenido de CO en el aire 0,01-0,02% puede causar una intoxicación leve. Concentraciones más altas pueden provocar intoxicaciones graves y la muerte.

El hollín resultante se deposita en las paredes de las calderas, lo que empeora la transferencia de calor al refrigerante, lo que reduce la eficiencia de la sala de calderas. El hollín conduce el calor 200 veces peor que el metano.

Teóricamente, se necesitan 9m3 de aire para quemar 1m3 de gas. En condiciones reales, se necesita más aire.

Es decir, se necesita una cantidad excesiva de aire. Este valor, denominado alfa, muestra cuántas veces más aire se consume del teóricamente necesario.

El coeficiente alfa depende del tipo de un quemador en particular y generalmente se prescribe en el pasaporte del quemador o de acuerdo con las recomendaciones de la organización encargada.

Con un aumento en la cantidad de exceso de aire por encima del recomendado, aumentan las pérdidas de calor. Con un aumento significativo en la cantidad de aire, puede ocurrir una separación de llamas, creando una emergencia. Si la cantidad de aire es inferior a la recomendada, la combustión será incompleta, lo que creará un riesgo de intoxicación para el personal de la sala de calderas.

Para controlar con mayor precisión la calidad de la combustión del combustible, existen dispositivos: analizadores de gases que miden el contenido de ciertas sustancias en la composición de los gases de escape.

Los analizadores de gases se pueden suministrar con calderas. Si no están disponibles, las mediciones pertinentes las lleva a cabo la organización responsable de la puesta en servicio utilizando analizadores de gases portátiles. Se compila un mapa de régimen en el que se prescriben los parámetros de control necesarios. Al adherirse a ellos, puede garantizar la combustión completa normal del combustible.

Los principales parámetros para el control de la combustión de combustible son:

  • la proporción de gas y aire suministrado a los quemadores.
  • relación de exceso de aire.
  • grieta en el horno.
  • Factor de eficiencia de la caldera.

Al mismo tiempo, la eficiencia de la caldera significa la relación entre el calor útil y el valor del calor total gastado.

Composición del aire

Nombre del gas Elemento químico Contenido en el aire
Nitrógeno N2 78 %
Oxígeno O2 21 %
Argón Arkansas 1 %
Dióxido de carbono CO2 0.03 %
Helio Él menos de 0.001%
Hidrógeno H2 menos de 0.001%
Neón Nordeste menos de 0.001%
Metano CH4 menos de 0.001%
Criptón kr menos de 0.001%
Xenón Xe menos de 0.001%

La combustión de un gas es una reacción de la combinación de los componentes del gas combustible con el oxígeno del aire, acompañada de la liberación de calor. El proceso de combustión depende de la composición química del combustible. El principal componente del gas natural es el metano, pero también son combustibles el etano, el propano y el butano, que se encuentran contenidos en pequeñas cantidades.

El gas natural producido a partir de los depósitos de Siberia Occidental consiste casi en su totalidad (hasta un 99 %) en metano CH4. El aire se compone de oxígeno (21 %) y nitrógeno y una pequeña cantidad de otros gases no combustibles (79 %). Simplificado, la reacción de combustión completa del metano es la siguiente:

CH4 + 2O2 + 7,52 N2 = CO2 + 2H20 + 7,52 N2

Como resultado de la reacción de combustión durante la combustión completa, se forma dióxido de carbono CO2 y el vapor de agua H2O es una sustancia que no tiene un efecto nocivo para el medio ambiente y los humanos. El nitrógeno N no participa en la reacción. Para la combustión completa de 1 m³ de metano, teóricamente se requieren 9,52 m³ de aire. A efectos prácticos, se considera que para la combustión completa de 1 m³ de gas natural se necesitan al menos 10 m³ de aire. Sin embargo, si solo se suministra la cantidad de aire teóricamente necesaria, entonces es imposible lograr la combustión completa del combustible: es difícil mezclar el gas con el aire de tal manera que se suministre el número requerido de moléculas de oxígeno a cada uno de ellos. sus moléculas. En la práctica, se suministra más aire a la combustión del teóricamente necesario. La cantidad de exceso de aire está determinada por el coeficiente de exceso de aire a, que muestra la relación entre la cantidad de aire realmente consumido para la combustión y la cantidad teóricamente requerida:

α = V fact./V teor.

donde V es la cantidad de aire realmente utilizada para la combustión, m³;
V es la cantidad teóricamente necesaria de aire, m³.

El coeficiente de exceso de aire es el indicador más importante que caracteriza la calidad de la combustión del gas por el quemador. Cuanto menor sea a, menos calor se llevarán los gases de escape, mayor será la eficiencia del equipo que utiliza gas. Pero quemar el gas con un exceso de aire insuficiente da como resultado una falta de aire, lo que puede causar una combustión incompleta. Para quemadores modernos con mezcla previa completa de gas con aire, el coeficiente de exceso de aire se encuentra en el rango de 1,05 - 1,1 ", es decir, el aire se consume para la combustión en un 5 - 10% más de lo requerido teóricamente.

Con una combustión incompleta, los productos de la combustión contienen una cantidad significativa de monóxido de carbono CO, así como carbono no quemado en forma de hollín. Si el quemador funciona muy mal, los productos de combustión pueden contener hidrógeno y metano sin quemar. El monóxido de carbono CO (monóxido de carbono) contamina el aire de la habitación (cuando se utilizan equipos sin descargar los productos de combustión a la atmósfera: estufas de gas, columnas de baja potencia térmica) y tiene un efecto tóxico. El hollín contamina las superficies de intercambio de calor, reduce drásticamente la transferencia de calor y reduce la eficiencia de los equipos domésticos que utilizan gas. Además, cuando se usan estufas de gas, los platos se contaminan con hollín, lo que requiere un esfuerzo considerable para eliminarlo. En los calentadores de agua, el hollín contamina el intercambiador de calor, en casos "descuidados", casi hasta el cese completo de la transferencia de calor de los productos de combustión: la columna se quema y el agua se calienta varios grados.

Se produce una combustión incompleta:

  • con suministro de aire insuficiente para la combustión;
  • con mala mezcla de gas y aire;
  • con un enfriamiento excesivo de la llama antes de que se complete la reacción de combustión.

La calidad de la combustión del gas se puede controlar por el color de la llama. La combustión de gas de mala calidad se caracteriza por una llama humeante amarilla. Cuando el gas se quema por completo, la llama es una antorcha corta de color violeta azulado con una temperatura alta. Para controlar el funcionamiento de los quemadores industriales, se utilizan dispositivos especiales que analizan la composición de los gases de combustión y la temperatura de los productos de combustión. Actualmente, al ajustar ciertos tipos de equipos domésticos que usan gas, también es posible regular el proceso de combustión por temperatura y análisis de gases de combustión.

Votado ¡Gracias!

Usted puede estar interesado en:

Alejandro Pavlovich Konstantinov

Inspector Jefe de Control de Seguridad de Instalaciones Nucleares y de Radiaciones Peligrosas. Candidato de Ciencias Técnicas, Profesor Asociado, Profesor de la Academia Rusa de Ciencias Naturales.

Una cocina con estufa de gas suele ser la principal fuente de contaminación del aire en todo un apartamento. Y, lo que es muy importante, esto se aplica a la mayoría de los habitantes de Rusia. De hecho, en Rusia, el 90% de los residentes urbanos y más del 80% de los residentes rurales usan estufas de gas. Khata, Z. I. La salud humana en la situación ecológica moderna. - M. : FAIR-PRESS, 2001. - 208 p..

En los últimos años, ha habido publicaciones de investigadores serios sobre el alto peligro de las estufas de gas para la salud. Los médicos saben que en las casas donde se instalan estufas de gas, los residentes se enferman con más frecuencia y por más tiempo que en las casas con estufas eléctricas. Y estamos hablando de muchas enfermedades diferentes, y no solo de las enfermedades de las vías respiratorias. La disminución del nivel de salud se nota especialmente en mujeres, niños, así como en ancianos y enfermos crónicos que pasan más tiempo en casa.

El profesor V. Blagov, a sabiendas, llamó al uso de estufas de gas "una guerra química a gran escala contra su propia gente".

¿Por qué el uso de gas doméstico es perjudicial para la salud?

Intentemos responder a esta pregunta. Hay varios factores que juntos hacen que el uso de estufas de gas sea peligroso para la salud.

El primer grupo de factores

Este grupo de factores se debe a la propia química del proceso de combustión del gas natural. Incluso si el gas doméstico se quemara completamente en agua y dióxido de carbono, esto provocaría un deterioro en la composición del aire en el apartamento, especialmente en la cocina. Después de todo, al mismo tiempo, el oxígeno se quema del aire, mientras que aumenta la concentración de dióxido de carbono. Pero este no es el problema principal. Al final, lo mismo sucede con el aire que respira una persona.

Es mucho peor que en la mayoría de los casos la combustión del gas no se da por completo, no al 100%. Debido a la combustión incompleta del gas natural, se forman productos mucho más tóxicos. Por ejemplo, monóxido de carbono (monóxido de carbono), cuya concentración puede ser muchas veces, de 20 a 25 veces mayor que la norma permitida. Pero esto conduce a dolores de cabeza, alergias, dolencias, inmunidad debilitada. Yakovleva, M. A. Tenemos gas en nuestro apartamento. - Revista ambiental empresarial. - 2004. - N° 1(4). - S. 55..

Además del monóxido de carbono, se liberan al aire dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, formaldehído y benzpireno, un carcinógeno fuerte. En las ciudades, el benzpireno ingresa al aire atmosférico a partir de las emisiones de las empresas metalúrgicas, las centrales térmicas (especialmente las de carbón) y los automóviles (especialmente los antiguos). Pero la concentración de benzpireno, incluso en el aire atmosférico contaminado, no se puede comparar con su concentración en un apartamento. La figura muestra cuánto más benzpireno obtenemos mientras estamos en la cocina.


La ingesta de benzpireno en el cuerpo humano, mcg / día.

Comparemos las dos primeras columnas. ¡En la cocina recibimos 13,5 veces más sustancias nocivas que en la calle! Para mayor claridad, estimemos la ingesta de benzpireno en nuestro cuerpo no en microgramos, sino en un equivalente más comprensible: la cantidad de cigarrillos fumados diariamente. Entonces, si un fumador fuma un paquete (20 cigarrillos) por día, entonces en la cocina una persona recibe el equivalente de dos a cinco cigarrillos por día. Es decir, la anfitriona, que tiene una estufa de gas, parece "fumar" un poco.

El segundo grupo de factores

Este grupo está relacionado con las condiciones de funcionamiento de las estufas de gas. Cualquier conductor sabe que es imposible estar en el garaje al mismo tiempo que el coche con el motor en marcha. Pero en la cocina tenemos un caso así: ¡la combustión de combustibles de hidrocarburos en interiores! No tenemos el dispositivo que tienen todos los automóviles: un tubo de escape. De acuerdo con todas las reglas de higiene, cada estufa de gas debe estar equipada con un paraguas de ventilación de escape.

Las cosas son especialmente malas si tenemos una cocina pequeña en un apartamento pequeño. Un área exigua, altura de techo mínima, poca ventilación y una estufa de gas funcionando todo el día. Pero con techos bajos, los productos de combustión de gas se acumulan en la capa superior de aire hasta un espesor de 70 a 80 centímetros. Boyko, A. F. Salud 5+. - M. : Rossiyskaya Gazeta, 2002. - 365 p..

A menudo, el trabajo de un ama de casa en una estufa de gas se compara con las condiciones de trabajo dañinas en el lugar de trabajo. Esto no es del todo correcto. Los cálculos muestran que si la cocina es pequeña y no hay buena ventilación, entonces estamos ante condiciones de trabajo particularmente dañinas. Tipo de metalúrgico que atiende baterías de coque.

Cómo reducir el daño de una estufa de gas

¿Cómo podemos ser, si todo es tan malo? ¿Quizás realmente valga la pena deshacerse de la estufa de gas e instalar una eléctrica o de inducción? Bueno, si existe tal oportunidad. ¿Y si no? Hay algunas reglas simples para esto. Es suficiente observarlos, y puede reducir el daño a la salud de una estufa de gas docenas de veces. Enumeramos estas reglas (la mayoría de ellas son recomendaciones del profesor Yu. D. Gubernsky) Ilnitsky A. Huele a gasolina. - ¡Estar sano!. - 2001. - Nº 5. - S. 68–70..

  1. Es necesario instalar una campana extractora con filtro de aire encima de la estufa. Este es el enfoque más eficaz. Pero incluso si por alguna razón no puede hacer esto, las siete reglas restantes en total también reducirán significativamente la contaminación del aire.
  2. Supervisar la integridad de la combustión del gas. Si de repente el color del gas no es el que debería ser de acuerdo con las instrucciones, llame inmediatamente a los trabajadores del gas para que regulen el quemador averiado.
  3. No llene la estufa con platos adicionales. Los utensilios de cocina solo deben colocarse sobre los quemadores que están encendidos. En este caso, se garantizará el libre acceso de aire a los quemadores y una combustión más completa del gas.
  4. Es mejor usar no más de dos quemadores o un horno y un quemador al mismo tiempo. Incluso si tu estufa tiene cuatro quemadores, es mejor encender un máximo de dos al mismo tiempo.
  5. El tiempo máximo de funcionamiento continuo de la estufa de gas es de dos horas. Después de eso, debe tomar un descanso y ventilar bien la cocina.
  6. Durante el funcionamiento de la estufa de gas, las puertas de la cocina deben estar cerradas y la ventana abierta. Esto garantizará que los productos de la combustión se eliminen por la calle, y no por las salas de estar.
  7. Después del final de la estufa de gas, es recomendable ventilar no solo la cocina, sino todo el apartamento. La ventilación cruzada es deseable.
  8. Nunca use una estufa de gas para calentar o secar ropa. No encenderías un fuego en medio de la cocina con este propósito, ¿verdad?