Расчет содержания вредных веществ в дымовых газах и их рассеивание при проектировании котлов и энергетических установок

Группа "ЭНЭК" из Красноярского Технического Университета

Кафедра "Тепловые электрические станции" представляет программу "ЭКОЛОГИЯ" версия 1.00 позволяющую выполнять

РАСЧЕТ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ДЫМОВЫХ           

ГАЗАХ И ИХ РАССЕИВАНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КОТЛОВ И

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК                            

Тепловые  электростанции,  потребляя  свыше  трети  добываемого топлива, оказывают существенное влияние как на  окружающую  среду  в районе их расположения, так и на общее состояние биосферы.

При  сжигании  твердого  топлива  наряду  с  оксидами  основных горючих элементов - углерода и  водорода  -  в  атмосферу  поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый  и  серный ангидриды, оксиды азота и  некоторые  другие  вещества  в  небольших количествах.

Особенно сложно вопросы обеспечения достаточно чистой атмосферы решаются в  крупных  промышленных  городах,  в  которых  источниками вредных выбросов являются не  только  электростанции,  но  и  другие промышленные предприятия, автотранспорт, отопительные котельные.

Для   разработки   и   оценки    эффективности    использования природоохранных  мероприятий,  а  также  при  проектировании   энер- гетических котлов и ТЭС необходимо  иметь  возможность  для  расчета выбросов особо опасных вредных веществ в атмосферу.

1. Токсичные вещества, загрязняющие атмосферный          воздух при сжигании органического топлива            

При сжигании органического топлива  на  тепловых  электрических станциях  и  котельных  в  продуктах  сгорания  содержатся   вредные вещества, обладающие  различной  степенью  токсичности.  По  степени воздействия на  организм  человека  они  делятся  на  пять  классов: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные, малоопасные  и безопасные. К безопасным составляющим продуктов  сгорания  относятся вода,  углекислота,  кислород,  азот  и  инертные  газы.   Остальные ингредиенты являются вредными [1]. Их в зависимости от происхождения можно разделить на несколько групп.

К первой группе относятся вредные примеси, образование  которых определяется  в  основном  составом  топлива  и  мало   зависит   от технологии его сжигания ( диоксид серы SO2, летучая зола, соединения ванадия V2O5 ).

Ко второй группе относятся вредные примеси, образование которых зависит  как  от  состава  топлива,  так   и   от   технологических, конструкторских и режимных факторов сжигания топлива ( оксиды азота

NOx, оксид углерода CO, сероводород H2S, канцерогенные вещества ).

К третьей группе относятся вредные примеси, образование которых обусловлено  побочными  источниками:   пыление   угольных   складов, золоотвалов, выделение паров углеводородов в системах слива  мазута, выбросы  тонких  фракций  угольной  пыли  в   разомкнутых   системах пылеприготовления.

Если содержание в топочных газах вредных примесей первой группы может быть с достаточной точностью определено на  основании  состава топлива, то выбросы примесей второй группы  в  значительной  степени зависят от различных факторов и могут  быть  приблизительно  оценены только  с  привлечением  экспериментальных  данных.  Количество   же примесей третьей группы по сравнению с  первыми  двумя  сравнительно невелико и трудно поддается учету.

Время  существования  газообразных  вредных  выбросов   ТЭС   в окружающей  среде  составляет  от  нескольких  часов  до  нескольких месяцев. Аэрозольные ингредиенты, оседая на поверхности Земли, могут накапливаться  в  значительных  количествах.  Наличие  в  атмосфере, литосфере  и  гидросфере  вредных  веществ  приводит  к  образованию смогов, эррозии почвы, уничтожению флоры и фауны, вызывает различные

( в том числе и раковые ) заболевания человека.

Рассмотрим  наиболее   распространненые   вредные   ингредиенты продуктов сгорания органических топлив.

Оксид азота ( NO ) представляет собой бесцветный газ. Яд! Ока- зывает сильное воздействие на кровь и нервную систему .

Диоксид азота ( NO2 ) - пар буро-красного цвета.  Раздражает  и прижигает дыхательные пути, приводит к отеку легких.

Оксид углерода ( CO ) - бесцветный газ с очень слабым  запахом.

Горит синеватым пламенем. При попадании в организм человека ухудшает снабжение тканей кислородом за счет  связывания  с  гемоглобином,  в результате возможно отравление.

Сажа ( копоть ) имеет сложную углеводородную  структуру,  более чем на 90% состоящую из атомов углерода.  При  медленном  разложении выделяет бенз(а)пирен. При попадании  в  организм  сажистые  частицы могут вызвать злокачественные опухоли.