Защита воздушного бассейна от выбросов энергетических предприятий

Вид топлива влияет на состав образующихся при его сжигании вредных веществ. На электростанциях используют твёрдое, жидкое и газообразное топливо. Основными вредными веществами, содержащимися в дымовых газах котлов, являются: оксиды серы, азота, углерода, соединения ванадия (V₂O₅), зола.

К твёрдому топливу относятся угли (бурые, каменные, антрацитовый штыб), горючие сланцы, торф. Зольность отечественных углей колеблется в широких пределах (10-55 %). Соответственно изменяется и запылённость дымовых газов, достигая для высокозольных углей 60 – 79 г/м³.

Жидкое топлива – это мазут, сланцевое масло, дизельное и котельно-печное топливо. Зольность мазута не превышает 0,3 %. При полном его сгорании содержание твёрдых частиц в дымовых газах составляет около 0,1 г/м³, однако это значение возрастает в период очистки поверхностей нагрева котлов и наружных отложений.

Газообразное топливо представляет собой наиболее «чистое» органическое топливо, так как при его полном сгорании из токсичных веществ образуются только оксиды азота.

Наиболее острой проблемой защиты воздушного бассейна является снижение выброса диоксида серы, ежегодное поступление которого в атмосферу при сжигании органических топлив исчисляется миллионами тонн. Крупным направлением в решении этой проблемы является экологически рациональное распределение топлива по электростанциям. Например, электростанции, расположенные в крупных городах и сжигающие сернистый мазут или серосодержащие угли, целесообразно переводить на сжигание природного газа. Если это не возможно, то необходимо рассмотреть очистку дымовых газов или связывание серы в процессе сжигания, а также предварительное извлечение серы из топлива.

Для решения экологических задач, и в первую очередь снижения выбросов оксидов серы, в последние годы много внимания уделяется сжиганию твёрдого топлива в кипящем слое и созданию парогазовых установок с газификацией угля.

Специально организуя топочный процесс, можно существенно уменьшить количество образующихся при горении оксидов азота. Практическое применение нашли следующие методы:

- снижение температурного уровня в топке. Эффективно для котлов, в которых сжигается не содержащий азота природный газ;

- рециркуляция дымовых газов. Используется на газомазутных котлах с высокой температурой в ядре горения;

- впрыск влаги или пара. Этот метод отличается простотой, лёгкостью регулирования и низкими затратами;

- ступенчатая подача топлива с восстановлением оксидов азота в топке;

- снижение избытка воздуха в топке;

- предварительный подогрев топлив до 700 ^оС.

В тех случаях, когда путём подавления образования оксидов азота в процессе сжигания топлива достичь требуемого снижения выбросов не удаётся, можно применить методы очистки от NO_X.

В начале развития энергетики дымовые трубы котлов служили для удаления дымовых газов за счёт разности плотностей холодного воздуха и горячих дымовых газов. С развитием энергетики дымовые трубы стали использовать для рассеивания содержащихся в дымовых газах вредных примесей в атмосферном воздухе до допустимых концентраций. По мере повышения мощности электростанций и ухудшения качества топлива для обеспечения необходимого рассеивания потребовались трубы большой высоты – 200-300 м более, изготавливаемые из железобетона, внутренняя поверхность которых покрыта изоляцией – эпоксидным лаком и стеклотканью. Большое распространение нашли одноствольные дымовые трубы, выполненные по типу “труба в трубе” со значительным зазором между стволами. Для ТЭС с набором большого количества разнотипного оборудования, особенно на ТЭЦ, получили применение многоствольные трубы, в которых внутри железобетонной оболочки устанавливается несколько (обычно 3-4) металлических стволов цилиндрической формы. В некоторых странах (ФРГ, США) ряд новых ТЭС проектируется и строится без дымовых труб. В этом случае очищенные от золы, оксидов серы и азота дымовые газы выбрасываются в атмосферу через градирни.