ДИПЛОМ (1228807), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В связи с этим рост требований к охране воздушного бассейна при прочих равных условиях ведет к необходимости увеличения высоты дымовых труб, наиболее высокие из которых в настоящее время превысили 300 м. Создание высоких труб обходится достаточно дорого, причем их стоимость по мере увеличения высоты возрастает почти по квадратичной зависимости. Тем не менее стоимость дымовых труб значительно ниже, чем сооружений по очистке дымовых газов, что с экономической точки зрения говорит в пользу труб. Однако в настоящее время сооружение высоких дымовых труб не признается в качестве генерального направления охраны воздушного бассейна, так как вредные выбросы из высоких дымовых труб рассеиваются на весьма значительные расстояния.
Отрицательное воздействие электростанций на обширные территории страны может иметь различные неблагоприятные последствия, в том числе такие, как кислотные дожди, ухудшение состояния атмосферы в удаленных районах в результате наложения выбросов на повышенные антропогенные и природные концентрации вредных веществ и т.п. В связи с этим в настоящее время приоритет отдается методам, позволяющим максимально снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, после чего для обеспечения должного ПДК допускается выбирать соответствующую высоту труб.
В ряде районов наблюдаются значительные концентрации вредных примесей вследствие того, что условия погоды не обеспечивают рассеивания и удаления промышленных выбросов из приземного слоя атмосферы. В таких районах требуется обратить особое внимание на организацию мероприятий по защите воздушного бассейна. Следует избегать строительства предприятий с большими выбросами в местах застоя воздуха и часто повторяющихся туманов, более тщательно подходить к выбору площадок для предприятий с учетом розы ветров. Таким образом, тепловые электростанции, сжигающие органические виды топлива, оказывают существенное влияние на чистоту атмосферного воздуха.
В то же время следует помнить, что эти масштабы зависят от мощности ТЭС, вида и характеристик сжигаемого топлива, уровня природоохранных мероприятий, степени технологического совершенства электростанции и многих других факторов.
Для выработки мер по охране воздушного бассейна, предотвращению возможности его загрязнения необходимо знать современное состояние атмосферного воздуха. Систематизация сведений о распределении источников загрязнения по территориям, о количестве и составе выбросов загрязняющих веществ в атмосферу называется инвентаризацией выбросов.
Основной целью инвентаризации выбросов загрязняющих веществ является получение исходных данных для оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на окружающую среду (атмосферный воздух); установления предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как в целом по предприятию, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы; организации контроля за соблюдением установленных норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу; оценки состояния пылегазоочистного оборудования предприятия; оценки экологических характеристик, используемых на предприятии технологий; оценки эффективности использования сырьевых ресурсов и утилизации отходов на предприятии; планирования воздухоохранных работ на предприятии. При инвентаризации выбросов загрязняющих веществ должны использоваться непосредственно инструментальные замеры в соответствии с действующими стандартами и рекомендованными методиками.
7.6 Аммиачно-циклический, магнезитовый и известковый метод
Для улавливания 1 т оксидов серы из дымовых газов электростанций требуется 1,8 т известняка. Химическая продукция, получаемая при очистке дымовых газов от диоксида серы, зависит от выбранного технологического процесса. При очистке аммиачно-циклическим методом в качестве готовых продуктов можно получить 100 %- сжиженный диоксид серы и сульфат аммония.
Для очистки газов от сернистых соединений применяют несколько способов: промывку газов водой, известковый, кислотно-каталитический, комбинированный (сочетание кислотно-каталитического и известкового), магнезитовый, аммиачные (мокрый и сухой) методы. Наиболее полно разработаны три метода, основанных на селективном поглощении диоксида серы: аммиачно-циклический, магнезитовый и известковый.
Известковый метод После очистки от пыли газ поступает в скруббер, орошаемый известковым раствором:
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
CaCO3+SO2=CaSO3+CO2
CaSO3+1/2O2=CaSO4
Недостаток метода - образование шлама, содержащего сульфит и сульфат кальция, которые плохо растворяются в воде, непрореагировавшую известь или известняк (СаО, СаСО3). Этот шлам не используют и сбрасывают в отвал. За рубежом разработана технология, позволяющая получать из шлама влажный гипс, который после соответствующей подготовки отвечает требованиям строительной промышленности. Степень очистки этим методом достигает 98 %.
Аммиачный метод Основан на взаимодействии диоксида серы с водными растворами сульфита аммония.
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
SO2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3
В зависимости от способа разложения бисульфита аммония различают несколько вариантов этого метода: -аммиачно-циклический метод - заключается в поглощении диоксида серы растворами сульфит- бисульфит аммония при низкой температуре и выделении его при нагревании, степень извлечения диоксида серы - 90 %, -аммиачно-автоклавный - сульфит и бисульфит аммония нагревают в автоклаве при 140-160 о С с получением товарных продуктов - серы и сульфата аммония, -при обработке бисульфита аммония серной кислотой выделяющийся диоксид серы используют для производства серной кислоты - аммиачно- сернокислотный метод, 17 -при обработке бисульфита аммония азотной (фосфорной) кислотой - аммиачно-азотнокислотный (фосфорнокислотный). При этом образуется диоксид серы, азотные и фосфорные удобрения. Аммиачные методы относительно экономичны и эффективны, недостаток их - безвозвратные потери дефицитного продукта - аммиака.
Магнезитовый метод Основан на взаимодействии диоксида серы с суспензией оксида магния:
MgO+SO2+6Н2О=MgSO3 6Н2О
Сульфит магния отфильтровывают, сушат и разлагают термически (900-1000 о С), при этом получается чистый SO2, который используется как сырье для получения серной кислоты. Преимущества метода - степень очистки до 95-96 %, возможность очистки запыленных газов с высокой температурой, отсутствие отходов и сточных вод. Но способ громоздок, требуются значительные капитальные и эксплуатационные расходы (на регенерацию поглотителя), применяется редко - в основном на установках, которые работают на сернистом топливе.
Аммиачный и магнезитовый методы в отличие от известкового позволяют возвращать реагенты в производство или получать товарные продукты. Защита от оксидов азота Образование оксидов азота при высокотемпературном сжигании топлива обусловлено в основном окислением молекулярного азота воздуха непосредственно в зоне горения.
При низкотемпературном сжигании топлива увеличивается доля оксидов азота, образовавшихся в результате окисления связанного азота, входящего в состав топлива. Этот процесс происходит легче и быстрее, чем окисление молекулярного азота воздуха при относительно низких температурах, например, для угля при 250-280 о С.
Максимальный выход оксидов азота наблюдается в зоне активного горения. В остальных зонах, где уровень температуры относительно ниже, атмосферный азот практически не окисляется. Это означает, что снижение температуры горения топлива способствует уменьшению содержания оксидов азота в выбросах. Снижение выбросов оксидов азота с дымовыми газами электростанций обеспечивается режимными и конструктивными мероприятиями, направленными на уменьшение образования газов в топках котлов (двухступенчатое сжигание, рециркуляция дымовых газов в зону горения, сжигание топлива при малых избытках воздуха, разработка новых типов горелок и различное конструктивное решение топочных устройств). На выбор оптимального метода снижения содержания оксидов азота в топочной камере существенно влияют мощность котла и вид топлива (газообразное, жидкое, твердое).
7.7 Аммиачно-каталитический метод
Наиболее распространенный аммиачно-каталитический метод разложения оксидов азота имеет степень очистки до 85 %.
В качестве катализаторов используются сплавы из металлов платиновой группы (палладий, платина) или составы, содержащие никель, хром, цинк, ванадий и др.
6NO+4NH3=5N2+6H2O
6NO2+8NH3=7N2+12H2O
Большого эффекта можно достичь при сжигании твердых топлив в топках с "кипящим слоем", а также при газификации топлив и использовании парогазовых установок.
Используется в основном дожигание СО до СО2 при высоком содержании СО, при низком - используют каталитическое окисление. Рассеивание вредных веществ в атмосфере Концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы зависит не только от объема вредных выбросов, но и от климатических и метеорологических условий местности, а также от конструкции дымовой трубы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной выпускной квалификационной работе мною были представлены методы борьбы по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу. В соответствии с принятой в работе концепцией о необходимости разработки существующих методов снижения выбросов в атмосферу вредных веществ от котельных агрегатов на основе процессов и мероприятий, способствующих интенсификации топочных процессов и повышению эффективности использования топлива, определены условия совершенствования существующего метода снижения выбросов.
Результатом экспериментальных и теоритических исследований сжигания твердого топлива в котлах Сахалинской ГРЭС, показывает что проблема снижения загрязнения атмосферного воздуха является до настоящего весьма актуальной. Доказано, что по сравнению с химическими методами очистки дымовых газов, требующих сравнительно больших затрат, наиболее экономичными являются способы подавления образования вредных веществ непосредственно в топках котлов и печей при сжигании твердого топлива.
Испытания способа снижения вредных выбросов в атмосферу при сжигании твердого топлива в режиме двухступенчатого горения показали, что его внедрение на Сахалинскую ГРЭС приведет к существенному сокращению концентрации оксидов азота в дымовых газах. Следует отметить, что двухступенчатое сжигания топлива представляет практический интерес и для одновременного подавления образования оксидов серы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Об охране окружающей среды: Федеральный закон. – М , 2002. – 38c.
2. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон. – М. 1999. – 32 с.
3. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов ПБ 10-574-03-/ Госгортехнадзор России. – М., 2003. – 213 с.
4. Катин, В.Д. Сокращение выбросов оксидов азота путем интенсификации теплообмена в топках печей и котлов предприятий железнодорожного транспорта / В.Д. Катин // Сб. науч. тр. ПГУПС. – СПб., 1993. – С. 70–74.
5. Сигал, И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива / И.Я. Сигал. – Л., 1988 – 312 с.
6. Борщов, Д.Я. Защита окружающей среды при эксплуатации котлов малой мощности / Д.Я. Борщов, А.Н. Воликов. – М.: Стройиздат, 1987. – 57 с.
7. Котлер, В.Р. Оксиды азота в дымовых газах котлов / В.Р. Котлер. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 144 с.
8. Лавров, Н.В. Процессы горения топлива и защита окружающей среды / Н.В. Лавров, Э.И. Розенфельд, Г.П. Хаустович. – М : Металлургия, 1981. – 240 с.
9. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлив в котлах производительностью до 30 т/ч. – М.: Гидрометеоиздат, 1985. – 23 с.
10. Сборник законодательных, нормативных и методических документов для экспертизы воздухоохранных мероприятий. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 325 с.
11. Хотунцев, Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособие / Ю.Л. Хотунцев. – М.: Высш. шк., 2002. – 480 с
12. Охрана окружающей среды: Учеб. для вузов / Под ред. С В. Белова. – М.: Высш. шк., 1991. – 319 с.
13. Катин, В.Д. Охрана окружающей среды при эксплуатации трубчатых печей / В.Д. Катин. – СПб.: Изд-во ПГУПС, 1994. – 231 с.
14. Катин, В.Д. Защита атмосферы от выбросов вредных веществ из трубчатых печей и котлов. Тематический обзор / В.Д Катин, Т.Г. Маслецова. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. – 57 с.
15. Катин, Е.Д. Снижение выбросов вредных веществ в воздушный бассейн при сжигании газов и мазута в технологических печах. Тематический обзор / В.Д. Катин, В.И. Келарев. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1996. – 116 с.
16. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-39. – М., 1991. – 683 с.
17. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. ОНД-90. – СПб., 1992. – 102 с.
18. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под ред. А.А. Русанова. – М.: Энергия, 1975. – 246 с.
19. Авторское свидетельство 2853 Россия. МКИ F 23D 14/22 Горелка; двухступенчатого сжигания топлива; В.Д. Катин, И.Т. Киселев. – Опуб. 9.11.98. Бюл. № 9.
20. Катин В.Д. Охрана воздушного бассейна при сжигании топлива в котлах и печах предприятий железнодорожного транспорта и нефтепереработки: Монография / В.Д. Катин, А.Н. Старовойт. – Владивосток: Дальнаука, 2007. – 160 с.
21. Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов / А.К. Внуков. – М.: Энергоатомиздат., 1998. – 280 с.
22. Катин В.Д. Модернизация отопительных котлов малой и средней мощности на твердом топливе в условиях БАМа и охрана окружающей среды: монография / В.Д. Катин, В.И. Вавилов, А.В. Толкачев. – Владивосток: Дальнаука, 2008. – 194 с.
23. Инструкция №1 по эксплуатации котельных установок ОАО “Сахалинэнерго” ОП “Сахалинская ГРЭС” - Лермонтовка : 2016. – 31 с.
56
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
