Способы очистки выхлопов теплоэнергетических установок от CO, NOx зависимость от избытка кислорода

предприятий с использованием экологически чистых топлив.

1) Уменьшение количества  и улучшение качества сжигаемого

топлива

Снижение объема вредных  выбросов в атмосферу в первую очередь

может быть обеспечено за счет сокращения количества и улучшения  качества

сжигаемого топлива.

Глобальным направлением в этой области является всемерное

повышение коэффициента полезного  действия (КПД) электростанций и

соответствующего снижения удельных расходов топлива.

Для усиления этого процесса необходимо не только все более

совершенствовать оборудование, но и интенсифицировать демонтаж и

реконструкцию устаревшего  оборудования, доля которого в энергосистемах

страны с каждым годом  увеличивается.

Основное новое направление  в повышении КПД

топливоиспользования на электростанциях в настоящее время связывается с

развитием парогазовых установок (ПГУ). Как известно, достигнутый  в

настоящее время КПД тепловых электростанций находится на уровне,

близком к 40 %. Отечественные и зарубежные оценки показывают, что при

11сжигании природного  газа КПД ПГУ может быть  доведен до 50-56 %, т.е. 

экономия топлива и  соответственно снижение выбросов при  использовании

таких установок могут  составить 27,5-40 % по сравнению с обычными ТЭС.

Важным природоохранным  мероприятием является и повышение

качества используемого  топлива. С позиций охраны воздушного бассейна

преимущества имеют те виды топлива, которые содержат меньше

нежелательных примесей, в  первую очередь золы, серы и азота. Поэтому во

избежание излишнего загрязнения  воздушного бассейна преимущество по

возможности должно отдаваться малозольным и малосернистым  топливам.

Наиболее чистым органическим топливом является природный газ. При  его

сжигании не выделяются твердые частицы и практически отсутствуют

выбросы сернистых соединений.

В связи с этим переориентация газомазутных электростанций на

сжигание преимущественно  природного газа и сокращение доли

высокосернистого мазута может привести к не менее ощутимому  результату,

чем установка на электростанциях, сжигающих высокосернистые топлива,

дорогостоящих сероочистных сооружений.

Отечественные топочные мазуты вырабатываются в основном из

сернистых нефтей и содержат до 3,5 % серы. Концентрация серы в продуктах

сгорания таких мазутов  недопустимо велика, что особенно неблагоприятно

при расположении ТЭС вблизи или в черте городов со значительным фоном

загрязнения атмосферы. По имеющимся  оценкам для мазутных ТЭС

наиболее целесообразным путем сокращения выбросов диоксида серы с

экономической и социальной точек зрения является облагораживание

топлива в процессе его  производства на нефтеперерабатывающих  заводах со

снижением содержания серы до 1 % и менее. Народнохозяйственные затраты

в этом случае оказываются  в 1,3-2 раза ниже, чем при установке  на

электростанциях сероочистных сооружений. При этом упрощается

эксплуатация электростанций и возрастает надежность электро- и

теплоснабжения потребителей.

Дополнительного уменьшения выбросов оксидов серы можно достичь

повышением доли использования  малосернистых твердых топлив.

С экологической точки  зрения важное значение имеют обогащение и

переработка твердого топлива, повышающие его качества, в том  числе

снижающие содержание в нем  золы и серы. Расчеты показывают, что при

снижении зольности 1 млн. т угля на 1 % можно сократить выброс золы

примерно на 10 тыс. т.

За рубежом, особенно в  США и ФРГ, осуществляются газификация

твердого топлива и  получение на этой базе транспортабельного

газообразного топлива с  высокой удельной теплотой сгорания. Получение

энергетического газа из твердого топлива представляет интерес и  для нашей

страны, например, в связи  с освоением месторождений углей  Канско-Ачинского бассейна.

Среди методов газификации  твердого топлива представляет интерес

термохимический способ переработки  топлива на электростанциях,

позволяющий получить очищенный  газ для сжигания в котлах и  в виде

побочных продуктов серу, бензол, толуол и др. Создание оптимальной

технологии переработки  топлива по этому методу позволит получить при его

реализации в энергетике дополнительный экономический эффект за счет

извлечения побочной продукции.

2) Методы подавления и  улавливания вредных компонентов

дымовых газов на электростанциях

Для охраны воздушного бассейна наиболее важными являются

мероприятия, сокращающие  выбросы с дымовыми газами электростанций

твердых частиц (золы), оксидов  серы и азота.

Методы борьбы с выбросами  твердых частиц

Количество твердых частиц золы и недожога топлива (под недожогом

топлива имеется в виду механический недожог, т.е. твердые  частицы

несгоревшего топлива), образующихся в топках котлов и уносимых из топки

дымовыми газами, пропорционально  количеству сжигаемого топлива, его

зольности и степени шлакоулавливания. Последняя составляет 5-10 % при

твердом и 15-30 % при жидком шлакоудалении. Для котлов с

механизированными слоевыми топками этот показатель значительно  выше 80

%.

Количество летучей золы, выбрасываемой в атмосферу

энергетическими установками, определяется эффективностью очистки  газов

в золоуловителях, устанавливаемых  за котлами.

В нашей стране и за рубежом  взят курс на максимально возможную

очистку газов от золы. Например, в Англии предусматривается очистка

дымовых газов от золы на 99,2, а в ФРГ на 99,5 %. У нас принято, что КПД

золоуловителей должен быть для электростанций, сжигающих зольные

топлива, - 99,5 %.

По принципам действия золоуловители разнообразны:

электрофильтры, мокрые инерционные, сухие инерционные.

Наиболее дешевы мокрые золоуловители. Ими оснащена половина

электростанций страны. Такие  аппараты относительно компактны, работают

устойчиво, обеспечивая степень  очистки газов 95-97 %. Основные трудности

эксплуатации этих аппаратов  связаны с износом футеровки, а также с

обеспечением надлежащего  качества орошающей воды.

Наиболее надежны и  удобны в эксплуатации сухие инерционные

золоуловители. Однако область  их применения ограничивается сравнительно

низкой эффективностью, особенно для мелкодисперсных частиц.

30 % электростанций бывшего  СССР имели электрофильтры. В

13настоящее время должная  эффективность работы электрофильтров

обеспечивается не всегда: степень очистки определяется физико-

химическими свойствами золы и дымовых газов, а также скоростью

движения и температурой этих газов. При совершенствовании  конструкции

электрофильтров их эффективность  может быть доведена до 99- 99,5 %.

Несмотря на то, что методы обеспыливания дымовых газов в

настоящее время наиболее разработаны, действующие и вновь

устанавливаемые аппараты во многих случаях не удовлетворяют

предъявляемым к ним требованиям. В настоящее время средняя по стране

эффективность золоочистки находится на уровне 95 %. Новые

энергетические котлы  оснащаются электрофильтрами эффективностью 99 %

и выше.

Большинство применяемых  золоуловителей избирательно улавливают

относительно крупные  фракции золы, тогда как именно в мелких фракциях

концентрируются тяжелые  металлы и другие токсичные компоненты.

Установлено, что по дисперсному  составу зола в известной мере копирует

угольную пыль, и поэтому  степень помола угля непосредственно  влияет на

очистку газа, так как  крупная зола лучше улавливается. Таким образом, уже

на этапе топливоподготовки  можно предусматривать мероприятия,

обеспечивающие снижение выброса золы.

При сжигании мазута дополнительные загрязнители поступают в

атмосферу в виде сажи, которые  наносят существенный ущерб окружающей

среде, поскольку являются носителями кислот и канцерогенов. Поэтому,

несмотря на сравнительно небольшое количество выбрасываемой  золы, на

электростанциях, работающих на мазуте, необходимо применение

золоулавливающих установок  специальных типов. За рубежом для  этих

целей используются электрофильтры, сухие инерционные аппараты,

скрубберы мокрой очистки  и тканевые фильтры с эффективностью

улавливания твердых частиц 80-99 %. Для отечественных мазутных котлов

имеются специальные золоулавливающие установки (батарейные циклоны,

электрофильтры и др.) для очистки дымовых газов  при высоких

температурах (350-400 о

С).

Тепловые электростанции, работающие на твердом топливе,

складируют свои золошлаковые отходы на специально построенных

золоотвалах. Строительство золоотвалов требует значительных отводов

земель. В настоящее время  площадь золоотвалов у нас составляет около 40

тыс.га, запасы золошлаковых отходов, составляющие почти 1,3 млрд.т

(ежегодно на ТЭС образуется  около 100 млн.т отходов). Золоотвалы

представляют определенную опасность для окружающей природной  среды,

поскольку загрязняют почву, грунтовые воды в связи с пылением и

инфильтрацией.

Летучая зола отличается повышенным абразивным воздействием намеханизмы и силикозным - на организм человека из-за большого количества

диоксида кремния. Пыление  вызывает снижение продуктивности

сельскохозяйственных полей, сокращение ресурса механизмов, работающих

в зоне запыленности, и ухудшает санитарное состояние территории, что

негативно влияет на здоровье человека.

Особенно неблагоприятно проявляется пыление золоотвалов в районах

с большими скоростями ветра. В этих условиях золоотвал может послужить

источником загрязнения  территории площадью в несколько  сот квадратных

километров. По этим причинам мероприятия, направленные на уменьшение

и нейтрализацию вредного воздействия пыления золоотвалов, важнейшие

при их эксплуатации.

Имеются различные способы  пылеподавления золоотвалов. Наиболее

распространенным является увлажнение их поверхности. В частности, на

золоотвалах устраивают дождевание. В особо тяжелых случаях

предпринимаются попытки  поддержания в секциях золоотвалов более

высокого уровня воды путем  подачи в них осветленной воды. В тех случаях,

когда обводнение золоотвала невозможно, его засыпают привозным

грунтом. В целях предотвращения пыления заполненных секций

золоотвалов осуществляется их консервация, включающая отсыпку

растительного слоя земли, посев  смеси луговых трав, подкормку

минеральными удобрениями  и полив в течение 2 лет до образования

сомкнутого травяного  покрова. Такого рода консервация выполнена  на ряде

золоотвалов в центральной полосе России с умеренно влажным климатом,

где не требуется полива.

Утилизация золошлаковых отходов в народном хозяйстве - это важное

природоохранное мероприятие, приносящее существенный экономический