Реферат по дисциплине «Введение в направление»
Выполнил студент Рябов А.Н… группа ТЭ-72
Новосибирский государственный технический университет
Новосибирск, 2010
Введение
Природане терпит неточностей и не прощает ошибок.
(Р.Эмерсон)
Вжизни человека окружающая природная среда является источником существования, аископаемые природные ресурсы и вырабатываемая из них энергия являютсянеотъемлемой частью развития современного общества.
Безэнергетики у человека нет будущего, в настоящее время эти слова очень актуальны.Но как у любой другой медали, у энергетики есть и обратная сторона, это еёотрицательное воздействие на человека, растения и всю природу.
Еще50 лет назад люди мало задумывались об этом, ставили первоочередной задачейполучение электрической и тепловой энергии.
Именносейчас можно заметить как переплетается введение каких-либо новых технологии наТЭС с экологическими воздействиями на природу.
Вданной работе рассмотрены возможные рекомендации и пути уменьшения выбросов наТЭС.
Материалвзят из конспектов лекций.[1]
Вредные выбросы
Взаимодействиечеловека с природой, можно показать на наглядном примере. Человек, направляетсвои усилия на природу, чтобы получить ископаемые, которые являются сырьем дляего деятельности. Сырье попадает в общество и распределяется по производствам.В результате общество получает необходимый продукт, но, при этом, и вредноевоздействие, как от самого продукта, так и от отходов производств. Вредноевоздействие испытывает также и природа, что опять-таки отражается на человеке:уменьшение природных продуктов питания, увеличение заболеваний (от хроническихпростудных до генетических и даже мутаций) и т.п.
Учитываяогромный ущерб, причиняемый как окружающей среде, так и человеку, санитарнымзаконодательством промышленно развитых стран установлены предельно допустимыеконцентрации (ПДК) веществ, загрязняющих воздух, водоемы и почву. Для каждойстран уровни ПДК свои. Единые международные стандарты до сегодняшнего дня невыработаны. Тем не менее, большинство стран (такие как Германия, Великобритания,Дания, Голландия, Италия, Венгрия, Польша, Россия, Норвегия, Финляндия и т.д.)повсеместно стремятся к снижению вредных выбросов и ужесточению требований кпредприятиям загрязняющим окружающую среду.
ПДК– это норматив концентрации химического соединения, которая при ежедневномвоздействии в течение длительного времени на организм человека не приводит ккаким-либо патологическим изменениям в состоянии здоровья человека, а также ненарушает биологического оптимума для человека. Таким образом под вреднымпонимают такое воздействие, которое превышает ПДК, а вредный выброс- это выброскакого-либо вещества в количестве превышающий ПДК.
ПДКвредных веществ (т.е. веществ, которые при контакте с организмом человека могутпривести к производственной травме, профессиональным заболеваниям илиотклонениям в состоянии здоровья, либо химическое вещество, вызывающеенарушение в росте, развитии или состоянии здоровья организмов, в том числе вцепи поколений) устанавливаются в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе и вводе водных объектов.
ПДКРЗ– предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3.
ПДКМР– максимально разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест,мг/м3.
ПДКСС– среднесуточная предельно допустимая концентрация (т.е. концентрациязагрязнителя в воздухе не оказывающая на человека прямого или косвенноговредного воздействия при круглосуточном вдыхании), мг/м3.
ПДКВ– предельно допустимая концентрация вредных веществ в воде водоемов, мг/дм3.
Большинствосовременных электростанций вынуждены работать в условиях фоновых загрязнений, создаваемыхкак другими предприятиями, так и собственно средой района функционирования. Приэтом фоновым загрязнением атмосферного воздуха считается загрязнение без учетавыбросов рассматриваемого предприятия. Поэтому при изучении выбросовконкретного источника следует учитывать фоновое загрязнение по каждомуингредиенту.
Длякаждого из выбрасываемых веществ должно соблюдаться условие:
/>,
гдесi – приземная концентрация i-го вещества, мг/м3; ПДКi – значение ПДК i-говредного вещества.
ЗначенияПДК некоторых веществ даны в табл.2. В табл.3 показано влияние загрязнений атмосферноговоздуха на состояние здоровья человека.
Значениепредельно допустимых концентраций вредных
веществв атмосфере воздуха Таблица 2Загрязняющее вещество ПДКМ.Р., мг/м3 ПДКС.С., мг/м3 Класс опасности Зола ТЭС 0, 05 0, 02 2 Сажа 0, 15 0, 05 3 Окислы серы 0, 5 0, 05 3 Диоксид азота 0, 085 0, 04 2 Оксид азота 0, 6 0, 06 3 Оксид углерода 5 3 4 Пентаксид ванадия - 0, 002 1 Бенз(а)пирен, С20Н16 - 0, 1 мкг/ 100 м3 1 Аммиак, NH3 0, 2 0, 04 4 Сероводород, H2S 0, 008 - 2
Влияниезагрязнений атмосферного воздуха
насостояние здоровья человека Таблица 3Загрязнение Повышение смертности и обращаемости в больницы (среднесуточная концентрация) Ухудшения состояния пациентов с легочными заболеваниями (среднесуточная концентрация) Ухудшение дыхательных симптомов (среднегодовая концентрация) Изменение видимости, ощущение дискомфорта (среднегодовая концентрация) SO2 мг/м3 0, 5 0, 5…0, 25 0, 1 0, 08 Зола, мг/м3 0, 5 0, 25 0, 1 0, 08
НаТЭС основным источником загрязнения являются дымовые газы. Содержание вредныхвеществ в них определяет не только состояние атмосферы, но во многом исостояние почвы и водного бассейна, влияет на жизнь флоры и фауны и, конечно, человека.Именно через атмосферные выбросы вокруг городов Ачинска, Назарово, Канскасложились ареалы техногенного изменения окружающей среды диаметром до 20...30км, где сильно нарушена структура почв, растительности, био- и микроценозов.Особенно тяжелая ситуация сложилась в крупных промышленных центрах Сибири. В г.Ачинске, например, только глиноземный комбинат выбрасывает в атмосферу ежегоднооколо 160 тыс. т пыли, 22 тыс. т сернистого газа, 14, 5 тыс. т оксидов азота.Аналогичная обстановка и в Новокузнецке, Назарово, Прокопьевске, Кемерово иряде других городов.
Способыуменьшения вредных выбросов
Снижениевыбросов вредных веществ возможно двумя путями: подавление в процессе сжиганиятоплива и улавливания из дымовых газов. В настоящем реферате рассмотренынекоторые способы улавливания веществ из дымовых газов, а вопросы “подавления”остались за рамками работы (это отдельная и большая тема).
Извсей гаммы токсичных веществ, находящихся в дымовых газах ТЭС, наибольшуюопасность представляют окислы азота (NOХ), зола, двуокись серы (SO2 ),.Выбросыименно этих веществ регламентируются жесткими нормами (табл.1).
Нижерассмотрены некоторые способы очистки дымовых газов.
Путиснижения выбросов окислов азота (NOХ).
Источникомоксидов азота на ТЭС является молекулярный азот воздуха и азотосодержащиекомпоненты топлива. Первые часто называют «термические», вторые — «топливные»оксиды азота.
Методыхимической очистки газов от NOХ бывают:
окислительные,основанные на окислении оксида азота в диоксид с последующим поглощениемразличными поглотителями;
восстановительные,основанные на восстановлении оксида азота до азота и кислорода с применениемкатализаторов;
сорбционные,основанные на поглощении оксидов азота различными сорбентами (цеолитами, торфом,коксом, водными растворами щелочей и др.).
Применительнок очистке дымовых газов котлов наиболее перспективны восстановительные методы.Один из них — метод восстановления с помощью аммиака. Этот метод основан навзаимодействии аммиака с оксидами азота при определенных температурах последующим основным реакциям:
4NO+4NH3+O2®4N2+6H2O;
6NO+8NH3®7N2+12H2O.
Привысоких температурах (900...1100О С) они протекают без катализаторов.Дозирование аммиака осуществляется в зависимости от режимов работы котла, чтобыисключить его проскок в атмосферу (на практике полностью исключить проскокаммиака не удается и он может составлять 3, 8 мг/м3 ). При более низкихтемпературах (573...723 К) реакция разложения оксидов азота протекает только вприсутствии катализатора. В качестве катализаторов используются оксидыразличных металлов (титан, хром, ванадий). Они наносятся на элементы с развитойповерхностью, выполненные в виде сот, гранул или пластин.
Всвязи с опасностью использования аммиака (высокая токсичность), инеобходимостью специальных мер защиты персонала, за рубежом, в частности вГермании, проходят промышленные испытания установки с использованием вместоаммиака карбамида, по другому мочевины (NH2)2СО. Степень восстановления оксидовазота достигает 80...90%.
Следуетотметить, что в последнее время наибольшее внимание уделяется таким методам, которыепозволяют одновременно снижать выбросы не только оксидов азота, но и серы. Вэтом направлении изучаются возможности традиционных способов очистки и ведутсяработы по созданию новых и в нашей стране и за рубежом.
Выбросызолы и очистка от них.
Золапредставляет из себя твердые частицы негорючих элементов угля. В основном — этооксиды кремния (SiO2), железа (Fe2O3), алюминия (Аl2O3), магния (MgO), кальция(СаО), серы (SO3) и некоторые другие, в том числе незначительное количествомышьяка и тяжелых металлов (свинец, ванадий, хром, цинк). Для разных углейэлементарный состав золы может значительно отличаться друг от друга.
Однако,основной параметр, характеризующий золовые частицы — это их размеры илидисперсность. Они колеблются в широких пределах — от десятых и сотых долеймикрона до 100 мкм и более, и зависят от способа сжигания.
Следуетотметить, что наибольшую опасность для человека представляют частицы размером 0,5...5 мкм, более крупные задерживаются в полости носа, более мелкие — выдыхаются.
Аппаратызолоочистки, точнее — уловители аэрозолей, и диапазон размеров улавливаемых имичастиц показан на рисунке 1.
/> Кроме представленных на рисунке, существует ряд перспективныхпылеулавливающих устройств. К ним относятся: конденсационный пылеуловитель, в которомприменены два механизма осаждения (во-
Рис.1. Аппараты для улавливания взвешенных частиц
первых,укрупнение частиц при конденсации на них паров из парогазовой смеси путемсмешения очищаемых газов с паром, во вторых — частицы (при охлаждениипарогазовой смеси) захватываются потоком пара, диффундирующим к центрамконденсации (каплям охлаждающей жидкости) или охлаждающим поверхностям. Такимспособом можно осадить даже субмикронные частицы.
Впоследнее время особое внимание уделяется возможностям
золоуловителейподавлять окислы серы и азота путем ввода в орошающую воду разных добавок. Вразных случаях (в зависимости от вида топлива, его качества, режима работы котла,типа присадок и способа их ввода и т.п.) можно снизить эти выбросы на 10...20%.
Выбросысеры и очистка от них
Твердоетопливо может содержать серу в следующих формах: колчедана Fe2S и пирита FeS2 всоставе молекул органической части топлива и в виде сульфатов в минеральнойчасти. Соединения серы в результате горения превращаются в оксиды серы, причемоколо 99% составляет сернистый ангидрид SO2, остальная часть выделяется в видетриоксида серы SO3 либо сульфатов СаSO4.
Наиболеераспространенными методами сероочистки являются следующие:
а)мокрый известняковый (известковый) способ
б)мокро-сухой способ
в)магнезитовый циклический способ
г)аммиачно-циклический способ
д)сухой известняковый (аддитивный) способ.
Вих основе лежит использование реагента для связывания оксидов серы. В качестветакого вещества чаще всего выступает известняк СаСО3 (карбонат кальция) илиизвесть Са(ОН)2 (гидрат оксида кальция), так как они являются наиболее дешевымищелочными реагентами. КПД сероподавления лежит в пределах 80...90% при разницев затратах для “мокрых” способов (с учетом эксплуатационных издержек) на уровне20%.
Приотносительно равных возможностях сероподавления и равных затратах напроизводство и эксплуатацию вид, сероочистки должен определяться как свойствамииспользуемого угля, так и свойствами его золы. Для КАУ, например, при высокомсодержании Са в золе, неприемлемы “мокрые” способы сероподавления из-заобразования в аппаратах сероочистки трудноудаляемых отложений гипса. В то жевремя, “сухой” известняковый способ является наиболее простым и требуетминимальных капиталовложений.
Сущностьспособа заключается в добавлении к сжигаемому топливу известняка или доломита вколичестве, примерно в два раза превышающем стехиометрически содержание серы висходном топливе. В топке под воздействием температуры известняк диссоциируетна углекислоту и оксид кальция, а последний взаимодействует с сернистым ангидридом:
CaCO3 t®CaO+CO2
CaO+SO2+1/2O2 ®CaSO4
Врезультате образуется сульфат кальция, который вместе с золой улавливается взолоуловителях.
Заключение.
Вданном реферате рассмотрены некоторые пути уменьшения вредных выбросов:
Окисловазота.
Методыхимической очистки:
окислительные
восстановительные
сорбционные.
Золы.
Системызолоулавливания.
3)Серы.
Способы:
мокрыйизвестняковый (известковый) способ
мокро-сухойспособ
магнезитовыйциклический способ
аммиачно-циклическийспособ
сухойизвестняковый (аддитивный) способ.
Следуетиметь в виду, что существует большое разнообразие способов и методов очистки, здесьрассмотрены далеко не все.
Список литературы
ЩинниковП.А., Особенности природоохранных мероприятий на ТЭС. Курс лекций.tes.power.nstu.ru/index.php?id=21
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта referat.ru/