КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Нормування вмісту шкідливих речовин у продуктах згорання органічного палива
Як уже відомо з вищенаведеного матеріалу, у продуктах згорання органічного палива, передусім у димових газах ТЕС, опалювально-виробничих котелень та інших промислових і транспортних об’єктів міститься велика кількість шкідливих для навколишнього середовища токсичних речовин. Питомі (табл. 10.5) і валові (табл. 10.6) об’єми викидів теплоенергетичних установок залежать від типу палива і потужності об’єкта (останнє стосується тільки валових викидів).
Таблиця 10.5 - Питомі показники забруднення атмосфери (г/кВт г) при згоранні органічного палива за даними Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (м. Відень)
| Вид палива | ||||
| Викиди | Кам’яне вугілля | Буре вугілля | Мазут | Природний газ |
| SO2 | 6,0 | 7,7 | 7,4 | 0,002 |
| Оксиди азоту | 2,1 | 3,4 | 2,4 | 1,9 |
| Тверді частки | 1,4 | 2,7 | 0,7 | - |
| Фтористі сполуки | 0,05 | 1,11 | 0,004 | - |
Таблиця 10.6 - Валові викиди (млн кг/рік) та витрата палива ТЕС потужністю 1 000 МВт
| Викиди | Вид та річна витрата палива | ||
| Природний газ (1,9×109м3) | Мазут (1,57×106 т) | Вугілля (2,3×106 т) | |
| SO2 | 0,012 | 52,7 | 139,0 |
| Оксиди азоту | 12,0 | 22,0 | 21,0 |
| СО | Незначне | 0,08 | 0,21 |
| Тверді частинки | 0,46 | 0,73 | 4,49 |
| Гідрокарбонати | Незначне | 0,67 | 0,52 |
Примітка. Вміст: у мазуті – Sр = 1,6 %; Ар = 0,05 %; у вугіллі – Sр = 3,59 %; Ар = 9 %.
Для електроенергетичної галузі, що витрачає понад 20 % котельно-пічного палива від загального рівня його споживання, характерним є збільшення викидів. Це наочно видно з табл.10.7, для якої головною особливістю є тенденція збільшення складового вугілля, яке є більш забруднюючим паливом, і скорочення частки газу й особливо мазуту.
Таблиця 10.7 - Структура споживання органічних палив в енергетиці України
| Вугілля | Природний | газ | Мазут | Всього | ||||||
| Роки | Натур. млн. т | Млн. т у.п. | % | Натур. млн. т | Млн. т у.п. | % | Натур. млн. т | Млн. т у.п. | % | |
| 40,9 | 26,0 | 33,4 | 33,7 | 38,6 | 49,6 | 9,7 | 13,1 | 16,8 | 77,7 | |
| 17,4 | 17,4 | 54,2 | 11,5 | 13,1 | 40,9 | 1,14 | 1,55 | 4,8 | 32,05 |
Як бачимо, у тепловій енергетиці України конкуруючими видами палива є вугілля і природний газ, кожний із який має свої переваги і недоліки.
З технологічного погляду перевага тут на боці природного газу як висококалорійного екологічно чистого палива. Газ легко транспортується, зручний для застосування в сучасних енергетичних технологіях, таких, наприклад, як парогазові установки з електричним ККД на рівні 52–60 %. Нагадаємо, однак, що об’єм видобутку газу в Україні (близько 28 млрд м3/рік) задовольняє потребу в ньому лише на 22 %. Тому з погляду енергетичної безпеки стратегічною сировиною (паливом) для України залишається вугілля, промислові запаси якого становлять ~ 26 млрд т. Це може задовольнити потребу в ньому для України протягом кількох сторіч. Незважаючи на те, що останнім часом річний видобуток вугілля знизився до 80 млн т, потенціал вугільної галузі оцінюють приблизно в 100 млн т/рік. Якість донецького вугілля досить висока: 
= 22,2…26,6 МДж/кг, середня зольність – 22,6 %, хоча в процесі видобутку зольність підвищується до 27–35 %, а теплота згорання зменшується до = 13,8…20,8 МДж/кг.
Токсичні і шкідливі викиди по-різному впливають на навколишнє середовище і мають різні масштаби розсіювання і трансформації в атмосфері (табл. 10.8).
Таблиця 10.8 - Розсіювання і трансформація викидів в атмосфері
| Речовина | Масштаб трансформації | |
| Відстань, км | Час існування, д | |
| NO | 1 год | |
| NO2 | ||
| SO2 | ||
| HNO3 | ||
| H2SO4 | ||
| ПАВ | ||
| СН4 | У глобальному масштабі | 10 років |
Залежно від інтегральних особливостей впливу на навколишнє середовище всі шкідливі речовини розділяють на 4 класи небезпеки: 1 – надзвичайно небезпечні (бенз(а)пірен С20Н12); 2 – високонебезпечні (формальдегід СНОН, діоксид азоту NO2); 3 – помірно небезпечні (сажа С, діоксид сірки SO2, оксид азоту NO); 4 – малонебезпечні (аміак NH3, оксид вуглецю СО).
Концентрацію шкідливих речовин в атмосфері відповідно нормують. Для цього вводять ГДК, характерні для кожної речовини, і визначення, що змінюються залежно від умов, концентрації. Розрізняють такі рівні ГДК:
– граничнодопустима максимальна разова концентрація (ГДКм. р) шкідливих речовин у повітрі місцевості, що не викликає протягом 30 хв рефлекторних (спонтанних) реакцій в організмі людини;
– граничнодопустима середньодобова концентрація (ГДКсд) речовини в повітрі місцевості, що шкідливо не впливає на людину протягом невизначеного тривалого періоду (роки).
Норми граничнодопустимих концентрацій є важливою характеристикою контролю рівня забруднень. Вони різняться для різних країн і регіонів як установленим рівнем ГДК, так і періодом спостереження відповідних концентрацій (табл. 10.9).
Таблиця 10.9 - Граничнодопустимі концентрації токсичних газів в атмосфері
| Компонента | Країна | Розмірність | Концентрація залежно від періоду спостережень | |||
| середньо-годинна | середньодобова | середньомісячна | середньорічна | |||
| Діоксид сірки SO2 | Японія | рpm* | – | 0,04 | – | – |
| США | ppm | – | 0,14 | – | 0,03 | |
| Німеччина | ppm | – | – | – | 0,05 | |
| Канада | ppm | – | 0,06 | – | – | |
| Швеція | ppm | – | 0,25 | – | – | |
| Італія | ppm | – | 0,15 | – | ||
| Корея | ppm | 0,15 | – | – | ||
| СНД | мг/м3 | – | – | 0,05 | ||
| Діоксид азоту NO2 | Японія | ppm | – | 0,04–0,06 | – | 0,02–0,03 |
| США | ppm | – | – | – | 0,05 | |
| Німеччина | ppm | – | – | – | 0,05 | |
| Канада | ppm | – | 0,1 | – | – | |
| Фінляндія | ppm | – | 0,1 | – | – | |
| СНД | мг/м3 | – | – | 0,04 |
*ppm – "part pro million" (частин на мільйон по об’єму).
Крім того, для промислових підприємств встановлюють ГДК робочої зони (ГДКр.з).
Граничнодопустимі концентрації встановлюють на рівні дихання людини.
Для характеристики токсичності використовують також показник токсичності
Аi = ai· di· ai, (10.11)
де ai – імовірність нагромадження і-ї компоненти; di – показник впливу на різні об’єкти (крім людини); ai – показник відносної небезпеки (порівняно з СО), визначають як
(10.12)
Характеристики токсичних речовин, що можуть входити до складу продуктів згорання теплоенергетичних установок наведено в табл. 10.10.
Вплив кожної з токсичних речовин визначається рівнем її концентрації в повітрі. Так, якщо концентрація NO2 у повітрі на рівні 150 частинок на мільйон (ррm) або 300 мг/м3, то можливі серйозні захворювання дихальних шляхів людини аж до її загибелі; на рівні 50–100 ррm – небезпечні захворювання на бронхіт або запалення легенів; на рівні 5 ррm (10 мг/м3) – шкідливо для здоров’я людини.
Таблиця 10.10 - Екологічні характеристики найбільш імовірних токсичних компонентів у складі продуктів згорання ТЕС
| Речовина | ГДК, мг/м3 | Клас небезпеки | Поправки токсичності | Показники токсичності | |||
| робочої зони | середньодобова | aі | dі | аі | Аі | ||
| Оксид вуглецю СО | 3,0 | IV | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | |
| Аміак NH3 | 0,04 | IV | 1,0 | 1,2 | 8,66 | 10,4 | |
| Оксид азоту NO | 0,06 | III | 1,0 | 1,6 | 10,0 | 15,0 | |
| Діоксид сірки SO2 | 0,05 | III | 1,0 | 1,5 | 11,0 | 16,4 | |
| Сажа С | 0,05 | III | 2,0 | 1,2 | 17,3 | 41,5 | |
| Діоксид азоту NO2 | 0,04 | II | 1,0 | 1,5 | 27,4 | 41,5 | |
| Формальдегід СН2О | 0,1 | 0,06 | II | 1,0 | 1,2 | ||
| Метилмеркаптан СН3SH | 0,8 | 9×10-6 | II | 1,0 | 1,0 | ||
| Бенз(а)пірен С20Н12 | 1,5×10-4 | 10-6 | I | 2,0 | 1,0 | 6,3×105 | 12,6×105 |
Таблиця 10.11 - Норми ГДК (NOх, мг/м3) для викидів з котлоагрегатів (для країн СНД), якщо α = 1,4
| Вид палива | Котли 1-ї категорії | Котли вищої категорії | ||
| Парова потужність, т/год | ||||
| £420 | >420 | £420 | >420 | |
| Природний газ | ||||
| Мазут | ||||
| Буре вугілля і сланці | ||||
| Кам’яне вугілля, якщо: NП£0,05 %·кг/МДж NП>0,05 %·кг/МДж |
Як уже відзначено, крім нормування ГДК на рівні дихання людини, існує нормування рівня допустимих концентрацій на виході з димових труб ТЕС. Наприклад, для димових газів ТЕС та інших енергетичних і промислових об’єктів ГДК шкідливих речовин установлює відповідність стану повітряного середовища населених місцевостей гігієнічним нормам у найнесприятливіших метеорологічних умовах.
Для котлоагрегатів норми ГДК оксидів азоту NОх у країнах СНД установлюють, виходячи з концентрації кисню в димових газах на рівні 6 %, вони залежать від категорії котлоагрегатів і типу палива (табл. 10.11).
Для ГТУ сучасні норми ГДК NOх у країнах СНД становлять 150 мг/м3
у димових газах (вміст у них кисню на рівні 15 %).
Контрольні запитання
1. Роль органічного палива в розвитку енергетики й енергоспоживання країни.
2. Характеристика повного і неповного згорання палива.
3. Основні стадії спалювання палива .
4. Особливості і характеристики спалювання органічних палив.
5. Утворення екологічно шкідливих речовин у процесі згорання органічного палива.
6. Граничнодопустимі концентрації і показники небезпечності речовин.
7. Характеристики продуктів згорання палива.
8. Характеристика впливу шкідливих речовин на навколишнє середовище.
9. Підстави та особливості нормування вмісту шкідливих речовин
у продуктах згорання органічного палива.
10. Характеристика токсичних викидів і їх впливу на навколишнє середовище.
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |