Экология Реактор БРЕСТ Атомные станции Природоохранные технологии

Атомная и тепловая энергетика

Обобщение перспектив развития природоохранных технологий

Проведенный таким образом анализ современных и перспективных систем очистки от выбросов вредных веществ показал, что в условиях, когда одним из основных источников производства электроэнергии и тепла продолжают оставаться теплоэлектроцентрали, и в условиях прогнозируемого роста потребления твердых горючих ископаемых при высоком фоновом загрязнении окружающей среды, сложившемся в крупных промышленных регионах (в частности, в районе КАТЭКа) наряду с использованием традиционных технологий по обеспечению экологической чистоты ТЭС, необходимо создание новых технологий. При этом химические методы очистки дымовых газов не могут считаться безусловно перспективными из-за большого количества недостатков.

Из систем, обеспечивающих совершенствование топочных процессов с целью снижения вредных выбросов, перспективны малозатратные технологии к которым в первую очередь можно отнести тармоподготовку топлива и плазменный розжиг и подсветку основного пылеугольного факела ввиду их технологичности, простоты, дешевизны и возможности использования даже на действующих энергетических установках.

В то же время, необходимо отметить, что современные энергетические объекты являются крупными комплексами, которые имеют разностороннее влияние на многие сферы жизни и деятельности общества. При этом такие объекты тесно взаимоувязаны с потребителями производимой продукции, с поставщиками сырья и между собой, и образуют энергетические системы с большим количеством экологических, социальных и технологических связей. Последние во многом определяют структуру и технологический профиль самого энергетического объекта как с точки зрения целесообразности его размещения в той или иной энергосистеме, так и с точки зрения оптимизации его внутрицикловых параметров. Это означает, что при проектировании и разработке новых и перспективных технологий по производству энергопродукции следует учитывать технологические, экологические, экономические и социальные факторы, которые выражают разную сущность, а потому могут иметь разную, не всегда согласующуюся между собой размерность.

Поэтому следует помнить, что кроме технических аспектов проблемы существует и ряд методических проблем к которым можно отнести следующие:

 Разработку методик технико-экономических расчетов и оптимизации экологически перспективных энергоблоков как с новыми технологиями, так и с технологиями денитрации и десульфаризации дымовых газов. При этом следует исходить из комплексного учета обеспечения графиков нагрузки, заданной надежности энергоснабжения, возможных режимов работы в энергосистеме и современных требований к инфраструктуре (экологической, социальной, производственной).

 Обобщение результатов исследований экспериментальных и опытно-промышленных установок с перспективными технологиями и установок с химической очисткой дымовых газов по выходу, составу, свойствам и характеристикам получаемых продуктов.

 Комплексная оптимизация экологически перспективных ТЭС с целью получения рекомендаций по выбору параметров процессов и характеристик оборудования.

 Определение технико-экономической эффективности оптимального профиля и рационального направления развития ТЭЦ в новых и перспективных экономических условиях.

В то же время, разрабатываемые на период до 10…12 лет мероприятия должны соответствовать современным технически осуществимым и экономичестки целесообразным методам снижения токсичных выбросов, условиям энергоснабжения района и не должны приводить к снижению надежности оборудования.

При выборе способов уменьшения загрязнения атмосферы выбросами действующих ТЭС и котельных должен быть рассмотрен широкий круг мероприятий различного характера, в том числе:

изменение качества топлива – ограничение содержания серы, применение при особо неблагоприятных условиях малосернистого мазута или природного безсернистого газа;

переход на технологии не требующие использования мазута;

изменение режима работы и состава основного оборудования – перевод ТЭЦ в режим котельных, демонтаж устаревших котлов, работа городских ТЭЦ по тепловому графику, замена малоэффективных золоуловителей более совершенными установками, автоматизация процесса горения и т.п.;

реконструкция оборудования, например организация рециркуляции дымовых газов, двухступенчатого сжигания, впрыска воды в горелки для уменьшения оксидов азота;

обоснование изменения параметров дымовых труб с целью улучшения рассеивания дымовых газов;

строительство установок по очистке дымовых газов от окислов серы и азота;

внедрение автоматизированных систем контроля за выбросами и за состоянием атмосферного воздуха в районе максимального воздействия дымового факела ТЭС;

оснащение котлов системой подавления оксидов азота с использованием контактных теплообменников в “хвосте” котла;

использование химически активных веществ (например, мочевины) для разложения оксидов азота на азот и кислород;

разработка и использование катализаторов для очистки дымовых газов от оксидов азота;

разработка новых способов сжигания топлива с утилизацией углекислоты, снижением окилов серы и азота;

внедрение физико-химических технологий очистки дымовых газов, в том числе с помощью пучка электронов (радиолиз);

др.

В наибольшей степени загрязняет атмосферу транспорт, пре­имущественно автомобильный — основной источник углекислого газа, углеводородов и окислов азота. В целом на его долю прихо­дится более половины всех выбросов в атмосферу. Крупный источник загрязнения — электростанции, выбрасывающие окислы серы, окислы азота и пыли; далее — промышленность, выпускаю­щая углекислый газ, окислы серы, углеводороды и твердые части­цы. Прочие источники загрязняют атмосферу преимущественно углекислым газом, твердыми частицами. Загрязнение атмосферы продуктами производственной деятельности оказывает обратное разностороннее вредное влияние на производство и быт людей..

Влияние климата на здоровье человека, да и всех живых организ­мов, проявляется прежде всего в их тепловом состоянии, обусловленном теплообменом с окружающей средой. На процессы тер­морегуляции живых организмов существен­ное влияние оказывают темпера­тура и влажность воздуха, ветер. На­пример, внезапные изменения ветро­вого режима, атмосферного давления и температуры  - рассматриваются как причины ухуд­шения состояния здоровья у большинства людей,  т. н. - метеозависимость.

Рассматривая различные функ­ции атмосферы Земли, можно сделать однозначный вывод, что жизнь на Земле без этой воздуш­ной оболочки была бы невозмож­на. В то же время становится уже свершившимся фактом глобаль­ный процесс атмосферного загряз­нения. Целый ряд естественных процессов и явлений сопровожда­ется загрязнением — вулканизм, выветривание, отмирание расти­тельности и др. Однако антропогенное загрязнение атмосферы преобладает над естест­венным, и это соотношение непре­рывно возрастает.

Изменения в атмосфере ученые связывают главным образом с из­менением концентрации второсте­пенных газов, таких, как диоксид углерода, оксиды азота, диоксиды серы, озон, фреоны и др. О глобаль­ных последствиях, связанных с этими газами, нам еще предстоит узнать.

Автотранспорт дает 37% всех загрязнений атмосферы, промыш­ленность — 32%, на прочие источ­ники приходится 31%.В США ежегодно выбрасываются в атмос­феру десятки миллионов тонн отходящих газов и пыли. Хотя за последние годы вы­пуск загрязнителей в атмосферу США стал снижаться в результа­те применения очистных установок, загрязнение воздуха остается очень большим. Несмотря на принимаемые меры, загрязнение воздуха в ряде городов часто превосходит уровень, вредный для здоровья.

Показатель вредности продуктов сгорания В соответствии с законом об охране атмосферного воздуха, размещение нового предприятия в местности, где фоновое значение загрязнений атмосферы превышает ПДК, должно сопровождаться осуществлением мероприятий по снижению выбросов соответствующих веществ на действующих предприятиях.

С учетом технологии использования топлива все вредные вещества можно классифицировать на две группы.

Преспективные направления развития природоохранных технологий.

Отличительной особенностью ТЭЦ является комбинированная выработка электрической и тепловой энергии.

Как уже отмечалось выше, дымовые газы являются основным источником загрязнения от действия ТЭС.

В другой установке водо-инерционного типа на орошение подается вода под давлением 240 бар с температурой около 205О С.

Выбросы азота и очистка от них Источником оксидов азота на ТЭС является молекулярный азот воздуха и азотосодержащие компоненты топлива.

В связи с опасностью использования аммиака (высокая токсичность), и необходимостью специальных мер защиты персонала, за рубежом, в частности в Германии [25], проходят промышленные испытания установки с использованием вместо аммиака карбамида, по другому мочевины (NH2)2СО.

Общие сведения Без термической подготовки в физическом смысле, сжигание твердых топлив в котлах невозможно вообще.

Внутрицикловая газификация топлива Получение из твердого топлива горючего газа технологически включенное в термодинамический цикл производства электроэнергии, тепла или другого продукта или их совокупности есть внутрицикловая газификация.

Котлы с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС) Кипящий слой характеризуется интенсивностью дутья, превышающей предел устойчивости плотного слоя, но далеко не достигающей скорости витания частиц крупных размеров

Предварительная термическая подготовка твердого топлива с частичной газификацией.

Высокотемпературная подготовка топлива в специальном предтопке - как элементная базаэкологически перспективного направления развития ТЭЦ.

Недостатком технологии с термической подготовкой топлива можно считать усложнение системы тополивоподготовки по сравнению с традиционными из-за необходимости создания двух потоков топлива (рабочего и инициирующего) и организации паровоздушного дутья для частичной газификации.

В общем случае ТЦП может быть выполнен в горизонтальном или вертикальном исполнении

Выше отмечалось, что сущностью технологии заключается в обработке струей низкотемпературной плазмы (3500…5000 ОС) потока угольной пыли, транспортируемой воздухом.

Выполненные экспериментальные работы и исследования в промышленных условиях на опытно-промышленном стенде позволили получить необходимую информацию и сделать следующие выводы для совершенствования элементной базы технологии:


На главную