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

Определение загрязнения путем снегомерных измерений
Состояние окружающей среды крупных городов обычно оценивается по состоянию отдельных ее составляющих: атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и растительного покрова, здор ...

Состояние атмосферного воздуха и здоровье детского населения Камбарского района Удмуртской Республики
Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни - Homo sapiens (человек разумный). Разум ...

Виды деградации почв
Деградация почвы - распространенное явление в мире. Хотя качество почвы может быть улучшено путем рекультивации, большинство антропогенных воздействий снижают качество почвы, прямо или косве ...