Экологический потенциал тэс, сжигающих канско-ачинские бурые угли

Неконтролируемый рост человеческой популяции оказывает негативное антропогенное воздействие на климат и экологию Земли. Быстрый рост объемов производства и потребления энергии привел к возникновению серьезных проблем, объединенных общим понятием «глобальная энергетическая безопасность». Объектами негативного влияния энергетических предприятий на окружающую природную среду (ОПС) являются атмосфера (токсичные и парниковые газы, твердые частицы, пары воды) и континентальная гидросфера (сточные воды, фильтрационные воды золошлакоотвалов (ЗШО)).

В энергетических программах США и Японии в качестве переходного этапа разрабатываются ТЭС с низкими выбросами и улавливанием оксидов серы, азота и углерода с ориентиром на создание ТЭС с нулевыми выбросами. Конечной целью развития энергетики России, базирующейся на сжигании твердых видов топлив, должно также являться создание безотходных экологически безвредных энергетических предприятий.

Ликвидация негативного воздействия энергетики на ОПС диктует необходимость реализации комплексного подхода, направленного на повышение ее энергоэффективности и экологической безопасности. Для этого необходимо внедрение высокоэкономичных энергоблоков с экологически чистыми технологиями сжигания в сочетании с технологиями максимально полного улавливания вредных эмиссий.

На сегодняшний день наиболее эффективными методами улавливания газообразных выбросов считаются полусухие и «мокрые» методы. При этом мокроизвестняковые технологии считаются более предпочтительными при достижении степени улавливания свыше 99 %.

Большинство предлагаемых способов очистки дымовых газов ТЭС от оксидов серы, азота и углерода основано на использовании привозных химических реагентов. Однако экономически более оправданным следует считать технические решения, использующие потенциал продуктов сжигания самих углей — золы и шлака. При этом отпадает необходимость применения технологии улавливания летучей золы на электрофильтрах.

При сжигании 1 т бородинского бурого угля с рабочей влажностью 33 % образуется около 0,4 т воды. Нетрудно подсчитать, что, например, при сжигании в котле ТПЕ-216 бородинского бурого угля в количестве 130 т/ч общий объем образующейся воды составит около 52 т/ч. В настоящее время эти воды не находят практического применения. Между тем их с успехом можно использовать в технологии «мокрой» нейтрализации вредных эмиссий и для собственных нужд станций.

В этой связи представляется перспективным направление, ориентированное на использование образующихся в процессе сжигания углей парогазовой смеси (дымовых газов) и золошлаковых отходов с целью их взаимной нейтрализации по «мокрому» методу.

Уникальные природные свойства минеральной части канско-ачинских бурых углей состоят в том, что в отличие от других углей, в образующихся при их сжигании золошлаковых отходах содержится значительное (более 27 %) количество оксидов кальция и магния. При их гидрозолоудалении уровень рН вод ГЗУ достигает значения 11,4-11,6. Помимо оксидов кальция и магния в водах ГЗУ находится широкий спектр других, зачастую токсичных, оксидов металлов. Щелочная среда способствует переводу в растворенное состояние этих элементов, что, в свою очередь, создает экологическую напряженность вокруг ЗШО за счет миграции растворенных элементов в поверхностные и грунтовые воды.

Между тем образующиеся в процессе сжигания угля экологически опасные оксиды углерода, азота и серы могут быть использованы для взаимной нейтрализации водами ГЗУ до уровня рН 8-8,5. При нейтрализации вод ГЗУ дымовыми газами экологически опасные водорастворимые соединения переходят в малорастворимые и экологически более безопасные карбонаты и сульфаты, которые выпадают в осадок на ЗШО, а не мигрируют за счет фильтрации в грунтовые и поверхностные воды.

Принципиальная возможность реализации предлагаемого технологического решения основана на химических реакциях взаимодействия оксидов углерода, азота и серы с гидроксидами металлов и подтверждается мировой практикой применения подобных технологических решений в теплоэнергетике. На зарубежных ТЭС широкое промышленное применение уже имеют технологии «мокрой» известняковой сероочистки в суспензиях гидроксида и карбоната кальция. Очевидно, что применение технологии нейтрализации с использованием золошлаков, образующихся при сжигании бурых углей КАБасса, делает ее экономически более выгодной по сравнению с известняковыми методами.

Немаловажным аспектом предлагаемой технологии взаимной нейтрализации будет являться улавливание диоксида углерода и азота. Предлагаемые зарубежные технологии улавливания диоксида углерода с целью его последующего секвестирования имеют ряд нерешенных вопросов. Тогда как в рамках предлагаемого технологического решения углекислый газ можно полезно утилизировать путем выращивания в насыщенной углекислым газом воде в благоприятных гидротермальных условиях адаптированных видов водорослей. Получаемая при этом растительная биомасса в дальнейшем может использоваться, например, в виде удобрений или биотоплива.

Низкий уровень использования золошлаков, образующихся при сжигании на ТЭС бурых углей КАБа, связан в первую очередь с их химическими свойствами. Тогда как внедрение технологии «мокрой» нейтрализации дымовых газов золошлаковыми суспензиями позволит:

• значительно повысить экологическую безопасность и экономические показатели работы энергопредприятий за счет ликвидации выбросов диоксида серы и летучей золы, нейтрализации значительной части оксидов азота и углерода, нейтрализации вод ЗШО;
• отказаться от использования электрофильтров;
• использовать гидратированные шлаки и летучую золу в дорожном строительстве и производстве теплоизоляционных композиционных материалов.

Дата публикации: 11.12.2011

Похожие записи:

• Энергоэффективное и экологически безопасное использование канско-ачинских углей в теплоэнергетике
• Комплексный экономико-экологический анализ применяемых технологий охлаждения тэс
• Винтовые компрессоры с переменным рабочим объемом
• Заказывайте качественное современное ТВЧ оборудование в «Завод преобразователей ТВЧ»
• Правила компоновки пароперегревателей
• Покупайте качественное энергооборудование от производителя «НЕВСКИЙ»