Загрязнение и очистка воздуха от тепловых электростанций

где                                                    (19)

Расчет расстояния СЗЗ до ее внешней границы по восьми румбам с учетом вытянутости среднегодовой розы ветров.

Lс  = L0 (Pn / P0) = 1352,5 м

Lю  = 5635,6  м

Lз=  1127,1   м

Lв=  3381,3  м

Lюз = 2479,6  м

Lюв = 4057,6 м

Lсз= 2254,2  м

Lсв= 2254,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Расчет ПДВ:

= 1772

         Данное значение превышает ПДК выброса в окружающую среду, поэтому необходимо установить очистное оборудование.

 

		ветер	ветер			ветер	ветер		ПДВ
0,783	1364,41	0,239	64,12	2373	855	3512,04	4959	633	1772	0,5

 

 

4. Методы очистки газов

 

В настоящее время разработано и опробовано в промышленности большое количество различных методов очистки газов от технических загрязнений: NOx, SO2, H2S, NH3, оксида углерода, различных органических и неорганических веществ.

Опишем эти основные методы и укажем их преимущества и недостатки.

Абсорбционный метод.

Абсорбция представляет собой процесс растворения газообразного компонента в жидком растворителе. Абсорбционные системы разделяют на водные и неводные. Во втором случае применяют обычно малолетучие органические жидкости. Жидкость используют для абсорбции только один раз или же проводят ее регенерацию, выделяя загрязнитель в чистом виде. Схемы с однократным использованием поглотителя применяют в тех случаях, когда абсорбция приводит непосредственно к получению готового продукта или полупродукта. В качестве примеров можно назвать:

• получение минеральных кислот (абсорбция SO3 в производстве серной кислоты, абсорбция оксидов азота в производстве азотной кислоты);
• получение солей (абсорбция оксидов азота щелочными растворами с получением нитрит-нитратных щелоков, абсорбция водными растворами извести или известняка с получением сульфата кальция);
• других веществ (абсорбция NH3 водой для получения аммиачной воды и др.).

Схемы с многократным использованием поглотителя (циклические процессы) распространены шире. Их применяют для улавливания углеводородов, очистки от SO2 дымовых газов ТЭС, очистки вентгазов от сероводорода железно-содовым методом с получением элементарной серы , моноэтаноламиновой очистки газов от CO2 в азотной промышленности.

В зависимости от способа создания поверхности соприкосновения фаз различают поверхностные, барботажные и распыливающие абсорбционные аппараты.

В первой группе аппаратов поверхностью контакта между фазами является зеркало жидкости или поверхность текучей пленки жидкости. Сюда же относят насадочные абсорбенты, в которых жидкость стекает по поверхности загруженной в них насадки из тел различной формы.

Во второй группе абсорбентов поверхность контакта увеличивается благодаря распределению потоков газа в жидкость в виде пузырьков и струй. Барботаж осуществляют путем пропускания газа через заполненный жидкостью аппарат либо в аппаратах колонного типа с тарелками различной формы.

В третьей группе поверхность контакта создается путем распыления жидкости в массе газа. Поверхность контакта и эффективность процесса в целом определяется дисперсностью распыленной жидкости.

Общими недостатками абсорбционных методов является образование жидких стоков и громоздкость аппаратурного оформления.

 

Метод  очистки газов от диоксида серы с использованием твердых хемосорбентов

 

            Недостатки абсорбционных методов очистки газов от диоксида серы привели к разработке процессов, основанных на использовании твердых хемосорбентов — путем их введения в пылевидной форме в топки и (или) газоходы теплоэнергетических агрегатов. В качестве хемосорбентов могут быть использованы известняк, доломит или известь. Наряду с перечисленными хемосорбентами в качестве агентов для связывания диоксида серы могут быть использованы и некоторые оксиды металлов.                              Среди исследованных и опробованных методов некоторую практическую реализацию получил окисно-марганцевый метод.

             По этому методу горячие дымовые газы (≈135°С) обрабатывают оксидом марганца в виде порошка. В процессе контакта оксида марганца с диоксидом серы и кислородом происходит реакция 
MnOх • nH2O+SO2+(l— х/2)О2 → MnSO4+nH2O,

где х-1,6—1,7.

Образующийся сульфат марганца после его выделения из газа обрабатывают в виде водной пульпы аммиаком с целью, регенерации оксида марганца:

МnSО4+2NН3+(n+1)Н2О+(x—1)/2О2 → MnOх • nH2O +(NH4)2SO4.

В соответствии с рисунком 1 инжектируемый в дымовые газы оксид марганца взаимодействует с содержащимся в них диоксидом серы в адсорбере. Выходящие из адсорбера газы освобождают от взвешенных примесей в циклоне и электрофильтре, после чего через дымовую трубу при ≈115°С очищенные газы поступают в атмосферу.

Рисунок 1 — Схема установки оксидно-марганцевой очистки дымовых газов от диоксида серы: 
1 — адсорбер; 2 — циклон; 3 — электрофильтр; 4 — дымовая труба; 5 — аммонийный скруббер; 6 — реактор; 7 — сепаратор; 8 — фильтр; 9 — кипятильник; 10 — кристаллизатор; 11-центрифуга; 12 — циклон

      Основное количество хемосорбента из циклона и электрофильтра вновь направляют на контактирование с дымовыми газами, а небольшую его часть в виде водной пульпы с целью регенерации оксида марганца последовательно обрабатывают в аммонийном скруббере и реакторе водным раствором аммиака и воздухом. Уловленную в процессе газоочистки сажу, находящуюся в поступающей из реактора пульпе, отделяют в сепараторе. Регенерированный оксид марганца выделяют из раствора на фильтре и направляют в голову процесса. Освобожденный от взвешенных веществ раствор сульфата аммония через кипятильник передают на вакуум-кристаллизацию. Образующиеся кристаллы сульфата аммония отделяют от маточного раствора на центрифуге и после высушивания, горячим воздухом отделяют от последнего в циклоне. Преимущества сухих методов очистки газов от SO2: возможность обработки газов при повышенных температурах без увлажнения очищаемых потоков, что позволяет снизить коррозию аппаратуры, упрощает технологию газоочистки и сокращает капитальные затраты на нее. Наряду с этим они обычно предусматривают возможность цикличного использования поглотителя и (или) утилизацию продуктов процесса очистки газов.

          Недостатки: 
- значительные затраты на регенерацию; 
- необходимость выполнения реакционной аппаратуры из дорогостоящих материалов, так как процессы идут в условиях коррозионных и повышенных температурах.

отходящих газов в производствах серной кислоты и целлюлозы, на нефтеперерабатывающих предприятиях и др.

           Сорбционная способность силикагелей по диоксиду серы составляет существенную величину даже при высоких температурах (150–200 °С) и низких концентрациях целевого компонента в газах [<1% (об.)], что объясняют происходящим окислением адсорбированного SO2 в SOS кислородом, содержащимся в обрабатываемых потоках. Регенерацию насыщенного поглотителя ввиду его негорючести можно проводить нагретым воздухом. Если в очищаемых газах содержатся пары воды, величина поглощения силикагелями диоксида серы резко уменьшается.

В качестве поглотителей диоксида серы из газов исследованы ионообменные смолы – аниониты; кислотостойкие цеолиты, в том числе природные.

          Большинство сухих методов очистки газов от диоксида серы требует значительных затрат тепла на регенерацию. Их реализация связана также с повышенными капитальными затратами ввиду необходимости выполнения адсорбционной аппаратуры из дорогостоящих специальных материалов. Это препятствует внедрению адсорбционных процессов для очистки газов.

 

Расчет М (массы выброса после очистки)

Э=95%

 

 

 

 

 

Выводы по расчетам

 

 В ходе работы была проведена экологическая экспертиза загрязнения атмосферного воздуха тепловой электростанцией.

Рассмотрено три варианта снижения выброса загрязняющего вещества:

• Снижение выброса за счет увеличения высоты трубы;
• Снижение выброса за счет увеличения санитарно защитной зоны;
• Снижение выброса установкой очистного оборудования.

Более выгодным вариантом, с точки зрения производительности и экологичности, является установка очистного оборудования, так как:

- существенно снижаются выбросы  загрязняющего вещества;

- исключается необходимость в  увеличении высоты трубы и  санитарно защитной зоны.

 

 

 

 

5. Химическая, физическая и токсикологическая  характеристика диоксида серы

 

          Диоксид серы - SO2. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички), ядовит. Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры.

Раздражает дыхательные пути, вызывая спазм бронхов и увеличение сопротивления дыхательных путей. При воздействии SO2 в виде аэрозоля, образующегося при туманах и повышенной влажности воздуха, раздражающий эффект сильнее. При неблагоприятных метеорологических условиях может вызвать массовое отравление населения. Влажная поверхность слизистых поглощает SO2, затем последовательно образуются H2SO3 и H2SO4. Общее действие заключается в нарушении углеводного и белкового обмена; угнетении окислительных процессов в головном мозге, печени, селезенке, мышцах. Раздражает кроветворные органы.

Спектр поглощения SO2 в ультрафиолетовом диапазоне

          Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):

SO2 + H2O ↔ H2SO3.

          Химическая активность SO2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2, степень окисления серы в таких реакциях повышается.

Последняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO32− и на SO2 (обесцвечивание фиолетового раствора). В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. «Общая и неорганическая химия» М.: Химия 1994-249 с.
2. Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. Под ред. В. Я. Гиршфельда. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 328 с.
3. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций: Учебник для вузов / Д.П. Елизаров. – М.: Энергоиздат, 1982. – 264 с.
4. Баскаков А.П., Берг Б.В., Витт О.К. и др. Теплотехника: Учебник для вузов / Под ред. А.П. Баскакова. – М.:Энергоатомиздат, 1991. – 224с.