Основные загрязняющие вещества, их воздействие на живые организмы, Методы борьбы с загрязнениями атмосферы котельными установками - Экология атмосферы
Загрязняющие вещества оказывают вредное воздействие на живые организмы несколькими путями:
- 1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений; 2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды; 3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами; 4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы и создавая таким образом условия, неблагоприятные для выживания организмов. [2]
Методы борьбы с загрязнениями атмосферы котельными установками
Снизить выбросы вредных веществ котельными установками можно путем уменьшения содержания их в топливе, снижения количества вредных веществ, образующихся в процессе горения топлива, очистки продуктов сгорания от вредных примесей перед выбросом в атмосферу.
Уменьшение содержания токсичных веществ в топливе связано с большими трудностями. Очистка твердых топлив от примесей практически не осуществима, а жидких и газообразных (очистка мазута от серы на нефтеперерабатывающих заводах, получение малосернистого газа) требует значительных капитальных затрат и увеличивает эксплуатационные расходы. В этой связи очистка топлив от токсичных примесей в настоящее время применяется редко и не может быть рекомендована для действующих теплоэнергетических предприятий. Для котельных установок рекомендуется производить очистку продуктов сгорания перед выбросом их в атмосферу и принимать меры по уменьшению количества токсичных веществ, образующихся в процессе горения топлива. Однако наиболее радикальным методом уменьшения выброса вредных веществ является переход на сжигание газообразного топлива. Практика показала, что перевод котельных установок средней мощности с твердого топлива на газообразное обеспечивает снижение токсичности в 1-1,3 раза, малой мощности - в 4-5 раз. Поэтому в котельных установках малой мощности рациональнее применять только жидкие и газообразные топлива.
При сжигании твердых и жидких топлив для улавливания летучей золы, частичек несгоревшего топлива и сажи применяют золоуловители и фильтры, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Если происходит полное сгорание твердого или жидкого топлива, то практически вся сера сгорает, и в продуктах сгорания находится в основном малореакционный сернистый ангидрид. Очистку продуктов сгорания от серного и сернистого ангидридов осуществляют в мокрых скрубберах. Вода улавливает серный ангидрид хорошо, сернистый ангидрид - плохо. Поэтому для увеличения доли его улавливания применяют поглотители. При орошении потока продуктов сгорания известковым молоком можно добиться улавливания до 90% сернистого ангидрида, причем стоимость очистки составляет всего около 12% стоимости топлива. Однако при применении известковых суспензий в газоочистной аппаратуре образуются карбонатные отложения, затрудняется работа распылителей и жидкостных трактов системы газоочистки. Для устранения этих недостатков применяют известково-щелочной метод улавливания сернистого ангидрида, при котором оксиды серы улавливают с помощью щелочного раствора, а известь используют для подщелачивания жидкости. Этот метод рекомендуется применять только на технологическом оборудовании, выпускаемом серийно.
Очистка продуктов сгорания от оксидов азота технологически сложна и экономически нерентабельна, поэтому необходимо принимать все меры к снижению образования оксидов азота в топках, внедряя наиболее рациональные режимы горения. Основными методами снижения выхода оксидов азота и уменьшения их выброса в атмосферу являются следующие: снижение температуры в ядре факела; дробление крупного факела на несколько мелких; замена смесительных горелок подовыми; организация двухстадийного сжигания топлива. Температуру в ядре факела уменьшают отводом некоторого количества теплоты от ядра зоны горения при сжигании газа и мазута. Отвод теплоты осуществляют увеличением угла раскрытия и уменьшением длины амбразуры приточной водой или воздухом. В обоих случаях снижается температура в ядре факела и уменьшается выход оксидов азота. Имеются другие способы снижения температуры в ядре факела, однако для котельных установок малой и средней мощности они практически не приемлемы.
При дроблении крупного факела на несколько мелких повышается отношение площади поверхности факела к объему, уменьшается время пребывания реагирующих веществ в зоне высоких температур и увеличивается периметр корня факела пламени, что вызывает повышение подсасывания продуктов сгорания в факел за счет внутритопочной рециркуляции. Все это приводит к снижению максимальной температуры в факеле и уменьшению выхода оксидов азота. Дробление факела можно осуществить установкой двухсветных экранов, как это выполнено в котлах типа ТВГ. Разделение факела на 6-8 отдельных частей снижает концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания на 20-30%. Замена смесительных горелок подовыми позволяет "растянуть" фронт факела пламени и снизить удельные тепловые нагрузки, а в котельных установках малой и средней мощности снизить концентрацию оксидов азота на 35-45%.
Подача воды или пара в ядро факела также приводит к снижению выбросов оксидов азота. Этот способ предусматривает впрыск влаги в количестве 3-5% от расхода топлива, что по аналогии с вводом рециркулирующих газов уменьшает максимальную температуру в зоне горения. По сравнению с обычным сжиганием газа и мазута данный метод позволяет на 10% подавить образование NOX. Кроме того, впрыск влаги в топку эффективен не только для подавления оксидов азота, но и для уменьшения образования оксида углерода, углеводородов и сажистых частиц вследствие увеличения их скорости выгорания за счет повышения концентраций радикалов Н и ОН в реакционной зоне.
Снижение температуры подогрева и уменьшение избытка воздуха в топке котлоагрегата также несколько сокращают образование NOX как за счет уменьшения температурного уровня в зоне горения, так и за счет падения концентрации свободного кислорода.
Радикальным способом подавления образования оксидов азота является организация многоступенчатого сжигания топлива. В отличие от традиционного (одноступенчатого) сжигания топливо сжигают в несколько ступеней, подводя на каждой ступени только часть воздуха, необходимого для горения. В котельной практике иногда применяют двухступенчатое сжигание топлива, а в некоторых случаях - трех - и многоступенчатое (если позволяет объем пространства в топочной камере, необходимого для завершения выгорания топлива). Зарубежный и отечественный опыт эксплуатации котлов свидетельствует о возможности в 1,5-2,0 раза уменьшить концентрацию NOX в продуктах сгорания при организации двухступенчатого сжигания (по сравнению с обычным сжиганием топлива). Сущность данного метода заключается в том, что в первичную зону горения подается воздуха меньше, чем необходимо теоретически, т. е. a1, < 1 (a1 = 0,85...0,95), а во вторичную зону - с некоторым избытком: a11 > 1 (a11 = 1,3...1,35). В результате разбавления продуктами сгорания последующее горение протекает при более низкой температуре, вследствие чего во вторичной зоне горения оксиды азота фактически не образуются. Конструктивно метод двухступенчатого сжигания топлива можно осуществить в котельных агрегатах с двухъярусным расположением горелок на высоте топочной камеры. При этом практически не требуется существенной реконструкции котла, связанной с дополнительными затратами
В настоящее время для котлоагрегатов, работающих на газе и мазуте, созданы специальные конструкции горелок двухступенчатого сжигания топлива с целью получения растянутого по длине топочной камеры факела, что обеспечивает значительное снижение температурного уровня в топке и соответственно сокращение образования оксидов азота. Внедрение подобных горелок в большинстве случаев не требует существенной реконструкции схем подачи воздуха и топлива на котлоагрегате.
Конструкция горелки надежна в эксплуатации и относится к числу малотоксичных топливосжигающих устройств вследствие периодического изменения соотношения первичного и вторичного воздуха, что обеспечивает подавление образования оксидов азота.
Перечисленные теплотехнические способы при комплексном их использовании могут существенно снизить образование оксидов азота в топке.
Выбор приоритетных методов сокращения выхода NOX из котлоагрегатов должен определяться в каждом конкретном случае не только технико-экономическими соображениями, но и конструктивными особенностями котельных агрегатов. Описаны случаи, когда мероприятия, успешно внедренные на одном котле, оказались совершенно непригодными на котлоагрегате с другой конструкцией топочной камеры или при изменении некоторых характеристик сжигаемого топлива. Есть способы, эффективно подавляющие образование NOX в котлах с большим топочным объемом, которые в то же время неприемлемы для котлоагрегатов с малыми топками. Так, например, для котлов конструкции "Универсал" и других с небольшими по объему топочными камерами практически недопустим метод рециркуляции дымовых газов, поскольку наряду с подавлением оксидов азота резко возрастают выбросы оксида углерода, сажи и углеводородов. В подобных котлах целесообразно применение методов интенсивного охлаждения факела путем дополнительного экранирования топки, рассредоточения фронта горения, т. е. использования в котлоагрегатах большого числа маломощных горелок взамен одной горелки высокой теплопроизводительности, а также путем секционирования топки двухсветными экранами. Сущность последнего метода заключается в интенсификации теплообмена в топках котлов, что уменьшает время протекания реакции окисления азота в зоне горения за счет увеличения скорости охлаждения продуктов горения.
Похожие статьи
-
Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю...
-
Водные объекты в местах расположения предприятий целлюлозно-бумажной отрасли подвергаются отрицательному воздействию. Высокое содержание в них...
-
Выброс бенз(а)пирена, поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), рассчитывается по уравнению: Мбп=-Vcr-Вр-kп, (1.15) Где Сбп - массовая...
-
Для котлов, оборудованных топками с неподвижной, цепной решеткой, с пневмомеханическим забрасывателем и для шахтных топок с наклонной решеткой суммарное...
-
Максимальная приземная концентрация вредных веществ - СМ, мг/м3, при рассеивании нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника (трубы) с...
-
Суммарное количество оксидов серы М, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год) при сжигании всех видов топлива, вычисляется по формуле:...
-
На ОАО "АК ОЗНА" в атмосферный воздух от организованных и неорганизованных источников в процессе сжигания природного газа через электрические котельные,...
-
Основные загрязняющие вещества - Проблемы загрязнения воздуха
Диоксид серы, или сернистый ангидрид (сернистый газ). Сера попадает в атмосферу в результате многих природных процессов, в том числе испарения брызг...
-
Таблица 3.1 - Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу Параметры выбросов загрязняющих веществ для расчета ПДВ Таблица 4.1 - Параметры...
-
Предприятия угольной промышленности оказывают существенное отрицательное влияние на водные и земельные ресурсы. Основные источники выброса вредных...
-
Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога Количество золовых частиц и недожога, уносимое из топки парогенераторов за любой промежуток...
-
В свое время нефть потеснила уголь и вышла на первое место в мировом энергетическом балансе. Однако это чревато определенными экологическими проблемами....
-
Факельные установки предназначены для сжигания некондиционных газов, образующихся при пуске, продувке оборудования или в процессе работы, дальнейшая...
-
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ, Основные загрязняющие вещества - Загрязнения атмосферы
Основные загрязняющие вещества Свой контрольную я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих...
-
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ, ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА - Атмосфера. Проблемы загрязнения
ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА Хочется начать с обзора факторов, приводящих к ухудшению состояния атмосферы - одной из важнейших составляющих биосферы....
-
Основные загрязняющие вещества Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот...
-
Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако роль ее в природных процессах биосферы огромна: она определяет...
-
Попадая в окружающую среду, ископаемые углеводороды, в частности нефть и продукты ее переработки, не только губят флору и фауну, но и наносят прямой вред...
-
Нефтяной газ как источник загрязнения атмосферы - Экология нефтегазодобывающих комплексов
Существенный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит нефтяной газ, который ежегодно сжигается в факелах в объеме десятков миллиардов кубических...
-
Технологические процессы на многих предприятиях железнодорожного транспорта (таких как: локомотивные и вагонные депо, вагоноремонтные и шпалопропиточные,...
-
Специалисты архитекторы должны владеть существующими методами оценки антропогенного воздействия на окружающую среду, учитывать воздействие загрязнителей...
-
Основные загрязняющие вещества - Защита воздушной среды от загрязнений
Загрязнение воздуха - результат выбросов загрязняющих веществ из различных источников. Причинно-следственные связи этого явления нужно искать в природе...
-
Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей - Автотранспорт и его влияние на экологию
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85%...
-
Загрязнения атмосферы - Роль озеленения
Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые...
-
МЕТОД ВЛАЖНОГО И СВЕРХВЛАЖНОГО ВНУТРИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ - Экология нефтегазодобывающих комплексов
Сущность метода влажного горения заключается в том, что закачиваемая с воздухом в определенных количествах вода, испаряясь на фронте горения, переносит...
-
В настоящее время применяют следующие методы ликвидации нефтяных загрязнений водных объектов: -механические, -физико-химические, -химические,...
-
Перечислите основные меры по защите почв - Загрязнение биосферы и методы ее защиты
К основным направлениям по защите почв от деградации относятся следующие мероприятия: защита почв от заболачивания и засоления, водной и ветровой эрозии,...
-
Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), заложивший основы биогеографии. В книге "Идеи географии...
-
Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта - Загрязнение атмосферы
Оценка автомобилей по токсичности выхлопов. Большое значение имеет повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за...
-
Под экономическим ущербом от загрязнения окружающей среды понимаются фактические и возможные убытки народного хозяйства, связанные с загрязнением...
-
Загрязнение атмосферы - Основные глобальные проблемы человечества
Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны....
-
Путевая машинная станция №45 (ПМС-45) ст. Батарейная является структурным подразделением Восточно - Сибирской железной дороги - филиала ОАО "РЖД"....
-
Основные методы очистки сточных вод - Проблемы загрязнения водоснабжения
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод...
-
Химическое загрязнение атмосферы - Биосфера. Воздействие человека на биосферу
Какие же факты приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы. Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями,...
-
Химические превращения загрязняющих кислотных веществ в атмосфере. - Кислотные дожди
Попадающие в воздух загрязняющие вещества в значительной мере подвергаются физическим и химическим воздействиям в атмосфере. Эти процессы идут...
-
Основные загрязняющие вещества. - Автотранспорт как экологическая проблема
Сажа - тонкий, высокодисперсный, однородный порошок углерода, химически инертен, вызывает раздражение, общие хронические заболевания, обладает...
-
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ - Основы экологии
Атмосферное загрязнение - присутствие в воздухе различных газов, паров, частиц твердых и жидких веществ, включая и радиоактивные, отрицательно влияющих...
-
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод...
-
Методы охраны атмосферы - Защита воздушной среды от загрязнений
1. Законодательные. Наиболее важным в обеспечении нормального процесса по охране атмосферного воздуха является принятие соответствующей законодательной...
-
Соединения ванадия в состав угольной золы не входят, поэтому количество окислов ванадия для котлов, сжигающих твердое топливо, в пересчете на пятиокись...
Основные загрязняющие вещества, их воздействие на живые организмы, Методы борьбы с загрязнениями атмосферы котельными установками - Экология атмосферы