Характеристики отходящих газов ТЭЦ

При сжигании топлива (уголь, мазут, природный газ) в котлах ТЭС образуются нетоксичные диоксид углерода и водяной пар. Кроме них в атмосферу выбрасываются и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксиды серы и азота, летучая зола. Для ТЭС мощностью 1000 МВт характерны выбросы углекислого газа -560; паров воды - 105; диоксида серы -14; оксидов азота - 4 и золы 0,85 т/ч при условии, что эффективность очистки дымовых газов от летучей золы составляет 0,99. Вблизи ТЭС, выбрасывающих такое количество загрязнителей, образуются зоны с повышенными над допустимыми концентрациями вредных веществ, протяженностью до 5 км и более. Рассеивание отходящих газов ТЭС в атмосфере обеспечивается их выбросом через высокие трубы.

Продукты сгорания при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива превращаются в отходы, причем продукты сгорания в несколько раз превышают массу использованного топлива за счет включения азота и кислорода воздуха в процесс горения (в 5 раз - при сжигании газа и в 4 раза - при сжигании угля). Все топливосжигающие установки ежегодно выбрасывают в атмосферу Земли более 200 миллионов тонн окиси углерода, 50 миллионов тонн различных углеводородов, почти 150 миллионов тонн двуокиси серы, свыше 50 миллионов тонн окислов азота, 250 миллионов тонн мелкодисперсных аэрозолей. В общем загрязнении атмосферы отходами производства теплоэнергетические выбросы вредных веществ составляют по пыли 20-35%, двуокиси серы - до 50%, по окислам азота 30-35%.

Летучие золы - это взвешенные вещества и твердая фаза выбросов ТЭС. Летучие золы содержат алюмосиликаты, негорючую сульфатную серу (сульфаты кальция, щелочных металлов, магния, железа), а также некоторые свободные микроэлементы. Ее биологическая активность при попадании в дыхательные пути и легкие зависит от дисперсного состава частичек пыли и способности к растворению. Частицы размером в 12 мкм практически полностью задерживаются при дыхании в верхних дыхательных путях и плохо удаляются из организма. Более мелкие частицы проникают в нижние дыхательные пути и частично задерживаются там. Наиболее полно в легким задерживаются частицы с размером порядка 1 мкм. Твердые частицы отходящих газов являются преимущественно продуктом сжигания твердых горючих ископаемых, ее поступление в атмосферу регламентируется качеством самого топлива и способом его сжигания.

Выбросы СО2 как основного продукта горения не рассматриваются как токсичные. Природное выделение СО2 оценивается в 140 миллиардов тонн в год. Повышенное содержание углекислого газа способствует возникновению «парникового» эффекта и в перспективе может привести к изменению микроклимата планеты Земля. В настоящее время это одна из главных мировых проблем.

Одним из наиболее токсичных газообразных выбросов энергетических установок является диоксид серы SO2, составляющий 98-99% выбросов сернистых соединений ТЭС. Накопление серосодержащих веществ происходит в основном в Мировом океане. При горении сера полностью превращается в SO2, проходит электрофильтры и уносится в атмосферу. В присутствии кислорода происходит окисление SO2 в SO3. При соединении с водой эти окислы образуют сернистую и серную кислоту, которые оседают на землю в виде «кислых» дождей.

Массы диоксида серы, поступающего в атмосферу из индустриальных источников и за счет природного фактора, уже сейчас примерно равны, что делает проблему очистки дымовых газов от SO2 крайне актуальной.

Окислы азота, выбрасываемые с дымовыми газами ТЭС, образуются как за счет высокотемпературных процессов в факеле (фиксация атмосферного азота), так и за счет окисления азотсодержащих соединений самого топлива. На выходе из трубы окислы азота дымовых газов состоят на 85-90% из NO и на 10-15% из двуокиси азота. В атмосфере происходит быстрое окисление NO в NO2, что усиливает отрицательное воздействие дымовых газов на природу и живые организмы, поскольку двуокись азота более токсична.

Основное отрицательное воздействие окислов азота на окружающую среду заключается в каталитическом разрушении озонового слоя, поглощающего жесткое ультрафиолетовое космическое излучение. В настоящее время вклад антропогенных выбросов окислов азота не превышает 10% от общего объема поступления NO2 в атмосферу, однако, учитывая, что промышленное загрязнение приходится на места с высокой плотностью населения, снижение выбросов окислов азота с дымовыми газами становится все более актуальным.

Горение топлива приводит к образованию продуктов неполного сгорания: окиси углерода, сажи, смолистых веществ, содержащие полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), в частности, самый токсичный из них, обладающий концерогенностью - бензапирен. ПАУ из атмосферы выпадают в водоемы и почву, обладая свойством накапливаться в донных отложениях, растениях и живых организмах. В настоящее время доказано влияние ПАУ на здоровье будущих поколений. Показано, что частота заболевания человека злокачественными опухолями (рак легких) тесно связана с содержанием ПАУ, наибольшая часть этих заболеваний наблюдается в городах и индустриальных центрах.

Еще статьи по экологии

Экологический кризис в России
Экологический кризис - особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Причины ...

Расчет вертикальной песколовки для очистной станции
Водная оболочка Земного шара - океаны, моря, реки, озера - носит название гидросфера, которая покрывает 70,8% земной поверхности. Объем ее 1370,3 млн. км3, что составляет 1/800 объема плане ...

Процесс воспроизводства биологических ресурсов Волгоградской области
Год от года влияние деятельности человека на окружающую среду непрерывно возрастает и вызывает ее изменения. В своей жизнедеятельности мы не можем отказаться ни от использования биологическ ...