Мероприятия по охране окружающей среды

С продуктами сгорания топлива в атмосферу выбрасываются различные вредные вещества, в том числе и отличающиеся сильной токсичностью. Количество некоторых из этих веществ (двуокись серы, соединения ванадия, летучая зола) зависит от состава топлива и его не горючей части. Содержание других вредных веществ в дымовых газах (окислы серы и азота, окись углерода, канцерогены) зависит не только от характеристики сжигаемого топлива, но и от ряда других факторов, включая режимные: способа подготовки и сжигания топлива, конструкции топочных и горелочных устройств, нагрузки котла, коэффициента избытка воздуха и др. Следовательно, выброс этих веществ можно свести к минимуму принятием соответствующих мер.

Степень воздействия энергетического топлива на окружающую среду определяется по шкале вредности. Наименьшее вредное воздействие на окружающую среду из всех топлив оказывает природный газ; вредным продуктом при его сжигании являются окислы азота. Мазут с S=3,5% занимает по шкале девятое место из-за образующихся при его сжигании двуокиси серы и окислов азота.

Токсичными веществами являются сернистый газ и двуокись азота. Одним из сильнейших канцерогенных является бензопирен, оказывающий вредное воздействие на живые организмы, даже при малых его концентрациях в воздухе.

Содержащаяся в топливе сера окисляется в основном до сернистого ангидрида, являющимся очень токсичным. Сернистый газ представляет большую опасность для здоровья человека, а при концентрации в воздухе 0,5 мг/м3 и выше губительно действует на растительность. Взаимодействуя с почвой, сернистый газ вызывает снижение ее плодородия. Он способствует также ускорению коррозии и разрушению строительных железобетонных конструкций.

При сжигании любого вида топлива возможно образование окислов азота. Окисляется как азот воздуха, так и азот, содержащийся в топливе. Основными определяющимися условиями процесса окисления азота являются температура в зоне горения, концентрация кислорода и время пребывания газов в зоне реагирования. Первоначально в зоне наиболее высоких температур факела образуется закись азота NO, которая при движении газов по тракту частично доокисляется в NO2 и (в малом количестве) в N2O4. Окончательное окисление NO и NO2 заканчивается в атмосфере. Концентрация NO и NO2 в газах увеличивается с повышением теплоснабжения сечения топки в зоне горения. С увеличением избытка воздуха концентрация окислов азота сначала растет, а затем падает, так как большие избытки воздуха снижают температуру горения. При использовании мощных горелок окислов азота образуется больше.

При недостатке кислорода в продуктах неполного сгорания может присутствовать бензопирен. Чем полнее сгорание топлива, тем меньше содержание бензопирена в продуктах сгорания. Главной санитарной инспекцией установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере на уровне дыхания человека.

Методы уменьшения выбросов веществ в атмосферу.

С ростом мощности котельных роль их в загрязнении приземного слоя атмосферы становится все значительнее. Кроме того, котельные располагаются, как правило, в индустриальных районах, фоновая концентрация вредных веществ нередко близка к предельно допустимой.

Поэтому задача снижения выбросов котельных является актуальной.

Одним из возможных режимных мероприятий для снижения вредных выбросов котельных является частичный переход на сжигание топлива с низким содержанием серы. Получение малосернистого мазута (S<1%) возможно в результате очистки от серы, как высокосернистого мазута, так и исходной нефти на нефтеперегонных заводах.

В настоящее время для снижения концентрации SO2 (и других вредных веществ) в приземном слое атмосферы в настоящее время дымовые газы выбрасывают через высокие дымовые трубы (250,320м и более) в верхние слои атмосферы.

Основным методом снижения выбросов окислов азота является подавление их образования в топке котла проведением ряда конструктивных и режимных мероприятий. Применение прямоточных горелок с рециркуляцией газов и двух ступенчатое сжигание топлива при малых избытках воздуха позволяют уменьшить окислов азота на 70-75%. Интенсивность образования окислов азота резко снижается при температуре горения не выше 1500ºС.

Уменьшение количества кислорода в зонах, где происходит интенсивное образование окислов азота. достигается при двухступенчатом сжигании топлива (т.е. при недостатке кислорода в топке или у отдельных горелок в момент воспламенения топлива и сгорания летучих веществ) или при затягивании подмешивания вторичного воздуха к аэросмеси. Однако при этом следует иметь в виду возможность возникновения благоприятных условий для шлакования и высокотемпературной газовой коррозии поверхностей нагрева.

Сточные воды и их очистка.

На котельных имеется несколько видов сточных вод, содержащих вредные для окружающей среды вещества: регенерационные и промывочные воды

водоподготовительных установок и конденсатоочистки, воды гидрозолоудаления, загрязненные воды мазутохозяйства, воды после обмывки конвективных поверхностей нагрева котлов, охлаждающей воды конденсаторов и др. Для исключения вредного влияния на окружающую среду (в частности, водоемы) количество содержащихся в сточных водах примесей не должно превышать установленные санитарными нормами ПДК. Вода, используемая для гидротранспорта золы и шлака, после осветления может содержать весьма большое количество солей кальция, магния, окислов железа, алюминия, а также соединения ванадия, мышьяка, ртути, флоридов и канцерогенных веществ.

Содержание этих веществ зависит как от состава золы, так и от способа сжигания топлива и очистки дымовых газов и в большинстве случаев существенно превышает установленные нормами ПДК. Сброс таких вод в водоемы, естественно, недопустим, поэтому в настоящее время на котельных предусматриваются замкнутые системы гидрозолоудаления. Допустимое солесодержание воды в этом случае обеспечивается за счет продувки системы.

При обмывке низкотемпературных поверхностей нагрева котлов, работающих на сернистых мазутах, использованная вода содержит грубодисперсные примеси и значительное количество свободной серной кислоты (4-5 г/л), ванадия(0,3-0,8 г/л), железа(7-8 г/л). Обмывочная вода поступает в баки - нейтролизаторы для обработки; осветленная вода может быть вновь использована для свободных нужд.

Большой вред водоемам и почве причиняет их загрязнение мазутом и другими нефтепродуктами котельных (смазочными и изоляционными маслами, керосином, бензином и др.).

Мазут может попадать в сточные (грунтовые) воды при сливе, перекачке и хранении в резервуарах, а также в конденсат греющего пара мазутохозяйства.

Очистка загрязнённых нефтепродуктами сточных вод должна производиться отстаиванием с последующей флотацией или коагуляцией либо сепарацией с последующей сорбцией, более перспективным считается первый метод.Отстойниками являются нефтеловушки различных конструкций. Для обработки сточных вод котельным требуются сложные и дорогостоящие очистные сооружения. Поэтому актуальной является проблема уменьшения и количества сточных вод, а в пределе - исключение хотя бы отдельных из них. Так, например, сброс замазученных и замасленных вод можно исключить их выпариванием, использованием их в системе золоулавливания шлако - золоудаления или в других целях (после предварительной очистки) и т.д. Значительное количество этих вод можно направлять в топку котла для сжигания содержащихся в них нефтепродуктов