Влияние ТЭС на окружающую среду . Влияние тэс на окружающую среду
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Кроме того, тепловые электростанции, работающие на каменном угле, создают значительные золоотвалы. Так, например, золоотвалы ТЭЦ мощностью в 1 ГВт ежегодно занимают площадь 0,5 км2 при высоте в 2 м, которые долгое время не используются и являются очагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности. Золоотвалы, в большинстве своём, очень плохо оборудованы и зола разносится на значительные расстояния. Кроме того, что зола загрязняет атмосферу, оседая на землю она скапливается, покрывая поверхность почвы плотным слоем, что способствует образованию техногенных пустынь. Перевод установок на жидкое топливо уменьшает золообразование, но практически не влияет на выбросы SO2, так как в мазуте содержится около 2% серы. ТЭЦ — существенный источник подогретых вод, которые используются здесь как охлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы, обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природные реакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов, превращение типично водных экосистем в болотные и т. п.). ТЭЦ является причиной возникающего в крупных промышленных городах смога: недопустимого загрязнения обитаемой человеком наружной воздушной среды, вследствие выделения в неё указанными источниками вредных веществ при неблагоприятных погодных условиях. 19. Охрана атмосферного воздуха в России: пути решения проблемы На долю ТЭЦ в России приходится примерно 14% объема загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от промышленных предприятий и транспорта. Ключевыми направлениями в России по снижению выбросов в атмосферу являются: 1. Повышение энергоэффективности предприятий теплоэнергетики. 2. Расширение использования возобновляемых источников энергии. 3. Улучшение качества сжигаемого топлива (например, сжигание угля и мазута с низким содержанием серы) и использование экологически более чистого вида топлива. 4. Применение новых технологий сжигания органического топлива. 5. Использование технологических методов подавления образования оксидов азота в топках котлов. 6. Очистка дымовых газов от загрязняющих веществ. 7. Снижение неконтролируемых выбросов. Особое внимание уделяется борьбе за сокращение основных видов загрязняющих веществ: оксидам азота, диоксиду серы и золе. В частности, для снижения выбросов оксидов азота могут применяться как технологические мероприятия, так и различные технологии очистки дымовых газов. В качестве основного способа снижения выбросов NOx предусматриваются технологические методы подавления образования оксидов азота. Сущность технологических методов подавления образования оксидов азота заключается в организации процесса сжигания топлива в топках таким образом, чтобы снизить скорость протекания реакций образования NOx и создать условия для реакций по разложению уже образовавшихся NOx. На интенсивность образования оксидов азота влияют в основном два фактора: избытки воздуха и уровень температур в топке котла. Технологические методы направлены на воздействие на указанные факторы. Технологии подавления образования оксидов азота различаются в зависимости от типа сжигаемого топлива и конструктивных особенностей котлов. Поскольку комбинация различных методов подавления образования оксидов азота позволяет достигнуть более высоких показателей эффективности, в случае необходимости следует применять указанные методы в сочетании друг с другом. В настоящее время на ТЭЦ могут быть применены две технологии: −Технология селективно-каталитического восстановления (СКВ) до молекулярного азота в присутствии катализаторов. Установки СКВ встраиваются в газовый тракт котлов или устанавливаются после золоочистки с предварительным подогревом дымовых газов. −Технология селективно-некаталитического восстановления (СНКВ) до молекулярного азота. Установки СНКВ обеспечивают эффективность очистки до 40-50%. Методы снижения выбросов диоксида серы можно разделить на следующие группы: 1. Использование топлива с меньшим содержанием серы (сжигание малосернистых углей, использование мазута с низким содержанием серы, переход на сжигание природного газа). 2. Использование золоулавливающих установок для улавливания сернистого ангидрида. 3. Строительство установок сероочистки. В соответствии с действующим отечественным санитарным законодательством и, учитывая предстоящую гармонизацию отечественных нормативов с европейскими и введение для действующих ТЭЦ технических нормативов на выбросы загрязняющих веществ, технологии сероочистки для отечественных ТЭЦ можно по степени улавливания SO2 разделить на три категории: 1. Для котлов малой и средней мощности, сжигающих мало и средне сернистые топлива, требуются технологии со степенью сероочистки 30-35%. 2. Для котлов малой и средней мощности, сжигающих средне сернистые топлива, требуются технологии со степенью сероочистки 50-60%. 3. Для котлов всех мощностей, сжигающих сернистые виды топлива, требуются технологии со степенью сероочистки более 85%. Большинство тепловых электростанций России, постоянно или периодически работающих на твердом топливе, оборудовано тремя типами золоуловителей: горизонтальными электрофильтрами, мокрыми центробежными скрубберами с коагуляторами Вентури и батарейными циклонами. Основные технологии, рекомендуемые для отечественных ТЭЦ Мокрая известняковая (известковая) технология Промывка обеспыленных дымовых газов суспензией с получением гипса (двухводного или ангидрита), используемого в строительной индустрии Степень сероочистки до 98% Технология с использованием морской воды (для ТЭЦ, расположенных на берегах Белого и Баренцева морей) Промывка дымовых газов морской водой с окислением продуктов сероочистки до нейтральных сульфатов и их сбросом в прибрежную акваторию Степень сероочистки до 95% Аммично-сульфатная технология Промывка обеспыленных дымовых газов растворами аммонийных солей с получением сульфата аммония – удобрения и сырья для производства кормовых дрожжей. Продажа сульфата аммония окупает капитальные вложения за 2,5-5 лет Степень сероочистки до 99% и азотоочистки до 30% Мокро-сухая известковая технология в форкамере электрофильтра (степень сероочистки 35-50%) Разбрызгивание в дымовые газы известковой суспензии с улавливанием продуктов сероочистки в электрофильтре Степень сероочистки 35-50% Мокро-сухая известковая технология с циркулирующей инертной массой или абсорбером ЦКС Подача известковой суспензии на возврат золы из электрофильтра или рукавного фильтра Степень сероочистки 50-80% Использование скрубберов Вентури Орошение скруббера щелочным раствором, полученным или из свободной щёлочи золы, или при использовании соды Степень сероочистки 30-60% Сульфатно-магниевая Промывка обеспыленных дымовых газов магнезитовой суспензией с получением сульфата магния, используемого как удобрение, а также в текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности. Степень сероочистки до 95% Основными мерами снижения выбросов твердых частиц в атмосферу, осуществляемыми на ТЭЦ, следующие: 1. Замена существующих типов золоуловителей с низкой степенью улавливания (батарейные циклоны, мокрые золоуловители старых конструкций) на более эффективные (электрофильтры, эмульгаторы и др.). 2. Реконструкция электрофильтров и модернизация мокрых золоуловителей с целью повышения их эффективности. 3. Строительство новых типов электрофильтров ЭГА и ЭГБ с увеличенной площадью активного сечения, применение новых режимов электропитания и встряхивания полей, автоматизацией процессов золоулавливания. 4. Интенсификация процессов улавливания в мокрых золоуловителях с коагуляторами Вентури путем перевода их на режим интенсивного орошения. 5. Изменение топочного режима котла. Помимо этого, одним из приоритетов деятельности теплоэлектростанций в области охраны окружающей среды является реализация мероприятий по сокращению выбросов парниковых газов. Цель – обеспечение предотвращения выбросов парниковых газов за счет энергосберегающих технологий на 2-3 млн. тонн в год. Основные направления сокращения выбросов парниковых газов: −повышение эффективности производства тепла и электроэнергии с внедрением современного оборудования (парогазовых и газотурбинных установок); −возобновляемые источники энергии; −перевод станций на более чистое топливо (т.е. с угля на газ или с мазута на газ), использование биотоплива, попутного газа и т. п.; −совершенствование систем теплоснабжения и комбинированной выработки тепла и электроэнергии; −локальное совершенствование технологий и мероприятия по энергосбережению. В результате проведенных мероприятий в 2005 году по сравнению с 2001 воздействие ТЭЦ на окружающую среду уменьшилось: −на 517,5 тыс. т. сократились валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух; −на 199,5 млн. куб. м уменьшился сброс в водные объекты загрязненных сточных вод; −на 964,7 млн. куб. м сократилось использование воды из природных источников на производственные нужды. Основной причиной сокращения выбросов загрязняющих веществ явились уменьшение в топливном балансе ТЭЦ твердого топлива и мазута и увеличение доли газа. Благодаря этому выбросы SO2 предприятиями электроэнергетики за последние 10 лет существенно сократились, особенно в Европейской части России. Сокращение выбросов SO2 здесь составило почти 70. Сокращение выбросов золы также достигнуто за счет уменьшения потребления твердого топлива и за счет очистки газов. Тепловые электростанции оснащены электрофильтрами и мокрыми золоуловителями с коагуляторами Вентури. Ведутся работы по созданию более совершенных электрофильтров с целью повышения эффективности золоулавливания. В лаборатории преобразовательной техники ЭНИН созданы новые типы источников питания для электрофильтров, позволяющие в 23 раза уменьшить выброс твердых частиц в атмосферу, в 57 раз снизить расход электроэнергии на газоочистку. В настоящее время стоит задача повышения эффективности золоулавливания до 99,299,8%. В завершении, еще раз хочется подчеркнуть, что развитие электроэнергетики любой страны должно рассматриваться с позиций глобального взаимодействия ее с окружающей средой. Обязательность такого подхода обусловлена тем, что газообразные выбросы ТЭЦ, рассеиваясь в атмосфере и претерпевая физико-химические превращения, переносятся воздушными массами на большие расстояния. Особенности атмосферной циркуляции в северном полушарии Земли приводят к значительному трансграничному переносу газообразных выбросов из стран Западной и Восточной Европы на территорию России. В нашу страну поступает в 8 раз больше серы и в 7,3 раза больше оксидов азота, чем выносится с ее территории в другие государства. Особенно сильно подобный дисбаланс ощущается со стороны Германии, Польши, Чехии и Словакии в переносе серы на Европейскую часть России. В последние годы все большее внимание обращают на потенциальную возможность изменения климата планеты, вызванного нарушением радиационного теплового баланса Земли в результате накопления продуктов сгорания органического топлива (СО2) в атмосфере и усиления парникового эффекта. Следствием увеличения концентраций этих газов, создающих «парниковый эффект» является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности: предполагается, что к 2100 году температура на Земле увеличится на 2-4 градуса. Масштабы потепления будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь это связано с повышением уровня Мирового океана, вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.д. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ-радиация). Живые организмы весьма уязвимы, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др. По мнению ряда ученых-экологов, к 2030 г. в России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подавление иммунной системы и т. д. Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем, и т. д. В России имеется самый крупный в мире массив ненарушенных экосистем, что положительно сказывается в глобальных масштабах. Считается, что леса и ветланды России играют такую же роль в стабилизации окружающей среды Северного полушария, как и вся бразильская часть Амазонки для Южного полушария. Заключение Исходя из вышеизложенного, автор делает вывод о том, что из всех, существующих на нынешний день видов электростанций тепловые станции, работающие на органическом топливе, более всего загрязняют атмосферу. Объёмы загрязнения окружающей среды и вид загрязнения зависят от типа и мощности станций. Результатом работы тепловых станций является загрязнение атмосферы углекислотой, выделяющейся при сжигании топлива, окисью углерода, окислами серы, углеводородами, окислами азота, огромными количествами твёрдых частиц (зола) и другими вредными веществами. Увеличение количества углекислоты в атмосфере Земли ведёт к возникновению так называемого «парникового эффекта». Углекислый газ поглощает длинноволновое излучение нагретой поверхности Земли, нагревается и тем самым способствует сохранению на ней тепла. Увеличение доли углекислого газа в атмосфере может привести к повышению на несколько градусов температуры низких слоёв атмосферы, а это в свою очередь, может привести к таянию ледников Гренландии и Антарктиды и затоплению части суши. Наряду с увеличением содержания углекислого газа, происходит уменьшение доли кислорода в атмосфере, который расходуется на сжигание топлива на тепловых станциях. Вредное воздействие на животный и растительный мир оказывает загрязнение атмосферы окисью серы. Наибольшее загрязнение атмосферы серой приходится как раз на долю электростанций и отопительных установок. Вредное воздействие окиси углерода на человека и животных состоит в том, что она, соединяясь с гемоглобином крови, очень быстро лишает организм кислорода. Станции, работающие на угле потребляют его в больших количествах и больше всего выбрасывают загрязняющих атмосферу веществ. Выбросы в атмосферу зависят от качества сжигаемого угля. Таким образом, мы видим, что влияние ТЭЦ на биосферу огромно и неблагоприятно. Но, несмотря на это, пока тепловые электростанции и теплоэлектроцентрали остаются преобладающими при производстве электроэнергии и тепла для нужд человека. |