Основы современной малой энергетики

Расчет выбросов бенз(а)пирена при совместном сжигании разных топлив

При совместном сжигании различных топлив концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, приведенная к α = 1,4 мкг/м3, определяется по формуле

,

где q1, q2, …– доля тепловыделения в топке каждого из видов топлива

– низшая теплота сгорания указанных топлив, МДж/кг (МДж/м3);

– расход каждого из видов топлива, кг/с (м3/с);

– суммарное тепловыделение в топке, МВт;

– концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, формируемая каждым из видов топлива.

Масса выброса бенз(а)пирена при совместном сжигании разных топлив МБП г/с, определяется по формуле (11) по значениям Vcr м3/кг (м3/м3), и В, кг/с (м3/с).

;

;

;

В настоящее время в России основными мероприятиями для снижения количества газообразных загрязнителей в дымовых газах является непосредственное воздействие на процесс их образования, как в топочных камерах котлоагрегатов как в большой так и малой энергетике.

Сущность заключается в дозировании подаваемого для сжигания воздуха. Если воздуха подавать меньше, содержание оксидов азота NOx в дымовых газах снижается, при этом наблюдается повышение содержания окиси углерода СО, безапирена С20Н16.

Кроме перечисленных методов очистки дымовых газов от оксидов азота, серы, необходимо отразить, что в основу технологий снижения содержания углерода СОх в дымовых газах теплоэнергетических объектов заложены:

− процессы абсорбции и десорбции. В качестве абсорбента применяется 10−12 процентный водный раствор моноэтаноламина (МЭА). Указанная технология работает в г. Павлодаре, проектную документацию на выделение СОх из дымовых газов приобрела в 1980 г. Омская ТЭЦ−4. Данная технология не введена в эксплуатацию из-за недостаточного вложения денежных средств на ее внедрение;

− вторая технология выделения оксидов углерода СОх из дымовых газов включает принцип глубокого охлаждения уходящих дымовых газов и вымораживания диоксида углерода.

Экспериментальные исследования проведены на Омской ТЭЦ−2, но не внедрены по причине недофинансирования данного экологического проекта.

Большая группа полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), в том числе элементов тяжелых металлов, особенно при сжигании твердого топлива не улавливаются из дымовых газов ТЭЦ и котельных, несмотря на то, что они и их соединения не обладают такими свойствами:

− канцерогенность (способностью вызывать злокачественые опухоли);

− мутагенность (изменение наследственности у рождающихся детей);

− тератогенность (способствует возникновению уродства);

− аллергогенность (вызывает заболевания связанные с повышенной чувствительностью к действию химических веществ).

Миграция микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, от источника загрязнения в атмосферу → водоемы→ почву →путем растительных и животных продуктов питания → по трофическим (пищевым) связям попадает в организм человека с превышением физиологических норм, что ведет к следующим последствиям:

− сокращению продолжительности жизни;

− сокращению рождаемости;

− росту заболеваний и смертности;

− необратимым генетическим изменениям будущих поколений.

Это усугбляется тем, что высшие растения, без каких либо признаков отравления и патогенных изменений, могут содержать и накапливать опасные для человека и животных концентрации тяжелых металлов, превышающих ПДК в 100−1000 раз.

Технологические методы очистки вышеуказанных агрессивных загрязнителей дымовых газов энергетических объектов находятся в России в стадии научно−экспериментальных исследований, но при этом находят широкое применение в теплоэнергетике передовых технологий развитых индустриальных стран (Германия, США, Япония и др.).

Основными причинами отставания внедрения передовых природоохранных технологий на теплоэнергетических объектах в России от индустриально развитых стран является:

− экономия капитальных затрат при строительстве теплоэнергетических объектов. Так, если в США, согласно их законодательным актам, на природоохранные технологии тратится 30−40 % от стоимости энергетического объекта, то в России – 5−10 %, притом в основании самой технологии лежат только высота дымовой трубы энергообъекта и метод рассеивания вредных веществ, содержащихся в выбросах до концентрации ниже ПДК;

− несовершенство требований природоохранного законодательства в России. Так, в постановление правительства России № 362 от 01.01.1993 г. «Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия» способствовало отстраненности от решения проблемы очистки дымовых газов от газообразных и твердых загрязнителей и других отходов.

Это объясняется тем, что российские, и в том числе региональные теплоэнергетики, не заинтересованы в природоохранных технологиях своих объектов.

Плата за выбросы и захоронения отходов заложена в себестоимость теплоносителя и электроэнергии, их оплачивает население и при этом живет в зоне интенсивного загрязнения от дымовых труб большой и малой энергетики, рискуя своим здоровьем.

− ослаблен контроль как со стороны общественности так и самоуправления по охране окружающей природной среды.

Так, на сегодняшний день, грубо нарушаются акты природоохранного законодательства в малой энергетике: первоначально теплоэнергетический объект строят в состоянии коммерческой тайны и только после ввода его в эксплуатацию оформляют земельные площади под строительство, представляют проектную документацию на государственную экологическую экспертизу, без решения общественности, т. е. населения, проживающего в этом микрорайоне.

В качестве примера можно привести строящиеся быстросборные котельные в отдельных городах Сибири, не отвечающие современным международным и российским требованиям по очистке дымовых газов.

Таким образом, российские энергетики обязаны выполнять Протокол № 2 Международной конвенции ЕЭК ООН (1994 г.), обязывающий Россию сократить выбросы по сравнению с 1980 г. оксидов серы до 40 % к 2010 г.

Аналогичное положение с оксидами азота. Поэтому в 1997 г. в РФ были введены нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для вновь создаваемых котельных установок (ГОСТ Р50831−95). Нормативы удельных выбросов ориентированы на современный уровень технического прогресса.

Киотский протокол «По сокращению парниковых газов», принятый в 1997 г., ратифицирован Россией и вынуждает предприятия энергетики, дающие 38 % выбросов твердых веществ, 35 % сернистого ангидрида, 40 % оксидов азота из числа суммарных выбросов этих веществ по России уменьшить количество выбросов. Киотский протокол может в корне изменить отношение к природоохранным технологиям.

Бывают ситуации, которые просто обязывают к совместным действиям даже тех, кто не разделяет жизненные принципы и приоритеты друг друга. Есть вещи, которые заставляют единомышленников еще теснее сплотиться. К сожалению, обычно это проис­ходит во время бедствий и катастроф. Давайте при­знаем: сегодня наступило именно такое время.

Уже прошло более двух десятилетий с объявле­ния начала «эры глобального потепления». Усиление парникового эффекта стало суровой реальностью. По объективным научным данным, доля человека несомненна и велика; влияние же самого глобально­го потепления на человека еще больше. Наводнения и гибельная жара в Европе, африканская засуха, ура­ганы в Америке и Азии, таяние антарктических льдов - все это не сценарий фильма катастрофы об отда­ленном будущем, а горькая реальность.

Однако надежда есть: еще в конце прошлого века человечество осознало опасность и стало предпри­нимать шаги для изменения ситуации. Одним из та­ких шагов стало принятие Киотского протокола об ограничении эмиссии парниковых газов. Несмотря на то, что Киотская конференция прошла еще 8 лет назад, ввести Протокол в действие удалось лишь в 2005 году, и только благодаря тому, что его ратифи­цировала Россия в ноябре 2004 г.

Для нашей страны, да и для мира в целом, это очень важный шаг, накладывающий, помимо мораль­ного удовлетворения, много обязательств. Прежде всего, это снижение количества парниковых газов. Однако экономика любой развитой страны требует развития производства и, следовательно, увеличения потребления топлива. Пока наша энергетика осно­вывается на угле, нефти и газе, это автоматически означает рост выбросов СО2. Разрешить эту дилем­му можно лишь одновременной модернизацией про­изводства и снижением энергопотребления. И если современные технологии могут лишь отчасти улуч­шить КПД электростанций, то жилой сектор и ком­муникации составляют грандиозный резерв, зачас­тую превышающий квоты целых стран!

Приведем лишь несколько цифр: около 40 % выб­росов СО2 образуется при сжигании топлива, используемого для отопления (или охлаждения) зданий. При этом на долю энергетики в России приходится основная часть выбросов углекислого газа (основного антропоген­ного парникового газа).

Необходимо дать понять всем и каждому: девиз «после нас - хоть потоп» может стать горькой реальностью уже в ближайшее время... И особая роль в разъяснении опасностей существующего по­ложения вещей принадлежит именно средствам мас­совой информации. Только изменение приоритетов общества может сдвинуть дело защиты климата Зем­ли в благоприятном направлении.

Может возникнуть резонный вопрос: понятно, почему Фонд дикой природы озабочен экологичес­кими проблемами, но что заставляет крупнейшую международную промышленную корпорацию уча­ствовать в «зеленом» движении? Ответ прост - в ус­ловиях надвигающейся катастрофы мы все должны по мере сил бороться с загрязнением окружающей среды, снижать антропогенное воздействие на при­роду. Для отдельного человека - это экологичный стиль жизни, для средств массовой информации - публикации на тему защиты Земли, для промышлен­ных корпораций - тесное участие в работе обще­ственных и государственных природоохранных орга­низаций. Все мы вместе делаем одно общее дело -даем возможность нашим детям и внукам жить на чистой, безопасной планете.