Теплоенергетика та її вплив на природне середовище
Теплоенергетика та її вплив на природне середовище - розділ Екологія, Промислова екологія Хімічне забруднення навколишнього середовища. При Спал.
Хімічне забруднення навколишнього середовища.При спалюванні вуглецевмісного палива (вугілля, нафти, газу та ін) воно неминуче. Розглянемо особливості надходження шкідливих речовин під час згоряння різних видів палива.
Вугілля.При згорянні кам'яного вугілля виділяється в 5-10 разів більше оксидів NОх, ніж при спалюванні інших видів палива (табл. 2.3.).
Викид твердих частинок при спалюванні бурого вугілля майже вдвічі перевищує такий при використанні кам'яного вугілля, яке у свою чергу втричі перевищує цей же показник для мазуту. При спалюванні газу твердих часток мало виділяється.
Нафта (мазут).Теплоелектростанції, які використовують як паливо мазут, розташовують ближче до центрів нафтопереробної промисловості. Окремі ТЕС також розташовані у районах видобутку нафти. Здебільшого мазут на ТЕС використовують як допоміжне паливо.
При спалюванні нафти утворюється досить багато оксидів сірки. Особливо високу сірчистість мають мазути, які виробляються з нафти Волго-Уральського регіону; мазути, одержувані з нафти сибірських родовищ, мають низьку сірчистість. Вихід оксидів азоту при спалюванні мазуту більший, ніж у газу, але менший, ніж у вугілля.
При використанні рідкого палива практично відпадає проблема золовідвалів, які на вугільних ТЕС займають значні території та є джерелом постійних забруднень атмосфери в районі станції, а також прилеглих територій через віднесення частини золи з вітрами.
Проте останніми роками ціни на мазут сильно зросли. З іншого боку, як казав Д. І.Менделєєв, спалювати нафту все одно, що топити печі асигнаціями. Спалювання нафти на ТЕС є доцільним лише в тому випадку, якщо поруч розташований нафтоперегінний завод великої потужності.
Природний газ. Частка його споживання у загальному обсязі енергоресурсів становить 48% у середньому у світі. У виробництві лише енергії частка газу сягнула 60%.
Природний газ — найбільш екологічно чистий із традиційних видів палива: при його спалюванні взагалі не викидається твердих речовин, викиди оксидів сірки нікчемні. Оксидів азоту при використанні природного газу викидається в 10 разів менше, ніж при спалюванні вугілля і в 1,3 рази - мазуту. Саме з цієї причини, починаючи з 80-х років минулого століття, на багатьох ТЕС, що знаходяться в екологічно неблагополучних місцях, намітилася тенденція переведення вугілля на природний газ, у Білорусі всі ТЕЦ працюють на газі.
Крім перерахованих, при спалюванні основних видів палива викидаються та інші дуже шкідливі речовини (табл. 2.3.).
Вихід шкідливих з'єднань при спалюванні палива у топках котлів
Хімічне та теплове забруднення водойм. Електроенергетика споживає до 70% від загальнопромислового обсягу водоспоживання та 20% всього обсягу водоспоживання в країні.
Зі стічними водами у водні об'єкти скидаються забруднюючі речовини, нафтопродукти, хлориди, сульфати, солі важких металів, специфічні речовини (сірководень, капролактам, формальдегід).
Крім хімічного, енергетичні установки сприяють тепловому забруднення водойм. ТЕС виробляють енергію за допомогою турбін, що рухаються нагрітою парою. При їх роботі необхідно охолоджувати водою відпрацьовану пару. Для охолодження вугільних турбін ТЕС витрачається до 60% енергії, що міститься в паливі. Тому від станціїбезперервно відходить потік води, підігрітої зазвичай на 8 - 12 ° С (від вхідної) і скидається у водойму.
Великі ТЕС потребують великих обсягів холодної води та скидають у підігрітому стані 80—90 м 3 /з води. Це означає, що в природні водоймища надходить великий потік теплої води, здатний підняти температуру води в літню пору від 20 до 30 ° С (водоєм-охолоджувач Березовської ГРЕС).
Внаслідок підвищення температури у водоймі та викликаного цим порушення їх природного гідротермічного режиму прискорюються процеси «цвітіння» води (через розвиток синьо-зелених водоростей), зменшується розчинність газів у воді (що особливо небезпечно для гідробіонтів-риб), змінюються фізичні властивості води, прискорюються всі хімічні та біологічні процеси, що протікають у ній, і т. д. У зоні підігріву знижується прозорість води, збільшується рН, зростає швидкість розкладання речовин, що легко окислюються. Швидкість фотосинтезу у такій воді помітно знижується. Сприйнятливість живих організмів до токсичних речовин із підвищенням температури води зазвичай збільшується.
Великі ТЕЦ займають значні площі, часто 2-3 км2 і більше. Крім того, великі простори (іноді 10 і більше км2) йдуть на розміщення шлаків та золовідвалів. На таких землях змінюється рельєф, характер ґрунтово-рослинного покриву, порушується стік та його склад, що вкрай негативно впливає на якість сільськогосподарської продукції розташованих поблизу господарств.
Заходи щодо зниження забруднення водойм стічними водами ТЕС. Зниження негативного впливу ТЕС на водойми здійснюються такими основними шляхами: очищенням стічних вод перед їх скиданням у водойми, організацією належного контролю; зменшенням кількості стічних вод аж до створення (у перспективі)практично безстічних електростанцій; використанням стічних вод у циклі самої ТЕС; удосконаленням технології ТЕС; комплексним використанням теплових ресурсів ТЕС
Методи очищення стічних вод, що знайшли застосування на різних енергетичних установках, станціях та теплоцентралях, поділяються на механічні, фізико-хімічні, хімічні та біологічні. Їх опис дано у розділі 8 посібника.
Для зниження скидів від хімічних промивок використовують, наприклад, заміну води парою або пароповітряною сумішшю, застосовують апарати для видалення грубодисперсних та колоїдних домішок (електромагнітні фільтри) та розчинених домішок (іонні фільтри), «щиту від корозії поверхні нагріву спеціальними методами обробки металу.
Основним способом зменшення скидання вод із золовідвалів є переведення систем гідрозолоуловлювання на оборотний цикл, коли освітлена на золовідвалі вода повертається на електростанцію для повторного використання. В даний час газомазутні ТЕС потужністю понад 100 МВт обладнані системою нейтралізації обмивних вод регенеративних повітропідігрівачів та вилучення ванадийсодержащего шлаку; установки з очищення нафтовмісних стоків мають усі станції.