Минимизация вредного воздействия ТЭС на окружающую среду

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

 высшего образования

«Московский технологический университет»

МИРЭА

Институт тонких химических технологий

Кафедра экологической и промышленной безопасности



РАБОТА ДОПУЩЕНА К ЗАЩИТЕ

Заведующий

    кафедрой______________/Ярыгин Г.А./

« 2 »  июня  2017 г.



ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

по направлению подготовки бакалавров    20.03.01     __«Техносферная безопасность»___

						код	           наименование направления подготовки



	На тему: Минимизация вредного воздействия ТЭС на окружающую среду на примере ООО «Лукойл Ставропольэнерго»



Обучающийся		___________________           Шутенко А. С.

					подпись 			Фамилия, имя, отчество

шифр				09-ст-0403

группа				ХТБО-01-13



Руководитель работы	_____________	ст. преподавательНикитина С. В.

				подпись		     ученая степень,          Фамилия, имя, отчество

							ученое звание,должность











Москва 2017 г.

Аннотация




Содержание

Список используемых сокращений……………………………………………...4

Ввеедение………………………………………………………………………….5

Глава 1. Анализ воздействия теплоэлектростанций на состояние окружающей среды……………………………………………………………………………….7

	1.1. Инженерно-технологические характеристики исследуемого хозяйственного объекта…………………………………………………………11

	1.2 Экологические проблемы, связанные с деятельностью данной хозяйственной организацией……………………………………………………19

	1.2.1. Характеристика выбросов………………………………..……….…19

1.3. Обзор литературы по решению данной экологической проблемы.........................................................................................................22

1.3.1. Пылегазоулавливающее оборудование…………………………...23

1.3.2. Способы снижения NOxв выбросах………………………………..24

1.4. Предлагаемое решение для сокращения экологически негативного воздействия исследуемой хозяйственной организации на окружающую среду………………………………………………………………………………32

Глава 2. Социо-эколого-экономическое обоснование решения исследуемой экологической проблемы данной хозяйственной организации……………34

2.1. Нормативно-правовые документы, связанные с деятельностью данной хозяйственной организации…………………………………………...34

2.2. Краткая характеристика физико-географических и климатических условий района и площадки размещения объекта…………………………..37

2.3. Отношения хозяйственной организации с экономическими и социальными структурами при решении исследуемой экологической проблемы………………………………………………………………………..40

2.4. Анализ социальных, экологических и экономических результатов, получаемых при решении исследуемой экологической проблемы………..42

Заключение………………………………………………..………………….…45

Список используемых источников…………………………………………….46

	Список используемых сокращений

ТЭС – теплоэлектростанция;

АЭС – атомная электростанция;

ГЭС – гидроэлектростанция;

ГТУ - газотурбинная установка;

КПД - коэффициент полезного действия;

КЭС - тепловые конденсационные электрические станции;

ПГУ - парогазовая установка;

NO - общее обозначение оксида азота NO и диоксида азота NOх;

СО – оксид углерода;

ПАУ – полиароматические углеводороды;

ЗВ - загрязняющее вещество;.

ИЗА - источник загрязнения атмосферы;

ОПВ - организованный промышленный выброс;

ПДКмр- предельно допустимая разовая максимальная концентрация химического вещества в воздухе;

ПДКсс- предельно-допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе;

ПДКрз- предельно допустимая концентрация вредного химического вещества в воздухе рабочей зоны производственных помещений.

ПДВ - предельно-допустимый выброс загрязняющих веществ.

	

	

	

	

	

	

	

	Введение

	            Охрана атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод от загрязнения выбросами и сбросами промышленных предприятий является актуальнейшей задачей, имеющей глобальное значение.

	            Одним из ведущих направлений природоохранных работ является детальное изучение источников и процессов загрязнения атмосферного воздуха. В настоящее время реализуется программа инвентаризации источников выбросов вредных веществ в атмосферу и разработки норм предельно-допустимых выбросов. Реализация этой программы даст возможность иметь объективную картину уровня и масштабов загрязнения воздушного бассейна, а, следовательно, эффективно бороться с его последствиями. Актуальность экологической проблемы подтверждается фактическим материалом из ежегодных докладов «О состоянии и охране окружающей среды» Российской Федерации.

	            Целью данной работы является изучение и минимизация  социо-эколого-экономического ущерба посредством внедрения природоохранной инновации в условиях данной хозяйственной организации.

	          В современной экономике ведущую роль играют энергетические ресурсы. Показателем развития экономики каждого государства является уровень потребления им энергоресурсов. О их важности говорит то, что более 70 % добываемых полезных ископаемых относятся к категории энергоресурсов. Одним из важнейших видов энергоресурсов является природный газ. В настоящее время объем газа в энергетическом балансе планеты составляет около 25 %, а к 2050 году он увеличится до 30 %. Крупнейшими потребителями газа являются США (646 млрд м?, 2009 г.) и Россия (389,7 млрд м?). Их потребление газа составляет соответственно 22 % и 13,3 % от мирового потребления газа.

	            ТЭС, использующие в качестве топлива – природный газ, являются неотъемлемой частью эколого-экономического и энергетического развития страны. Существует неразрывная взаимосвязь и взаимозависимость условий обеспечения теплоэнергопотребления и загрязнения окружающей среды. Взаимодействие этих двух факторов жизнедеятельности человека и развитие производственных сил привлекает постепенное внимание к проблеме взаимодействия теплоэнергетики и окружающей среды, распространяя своё влияние на огромные территории, большинство рек и озёр, громадные объемы атмосферы и гидросферы Земли. 









































ГЛАВА 1.Анализ воздействий теплоэлектростанций на состояние окружающей среды.

	ТЭС – теплоэлектростанция, служит для получения электроэнергии из тепловой энергии, получаемой при сжигании ископаемого топлива. Первые ТЭС появились еще в конце XIX века в Нью-Йорке (1882 год), а в 1883 году первая тепловая электростанция была построена в России (Санкт-Петербург). С момента появления, именно ТЭС получили наибольшее распространение, учитывая все увеличивающуюся энергетическую потребность наступившего техногенного века. Вплоть до середины 70-х годов прошлого века, именно эксплуатация ТЭС являлась доминирующим способом получения электроэнергии. К примеру, в США и СССР доля ТЭС среди всей получаемой электроэнергии составляла 80%, а во всем мире – порядка 73-75%.

	Выработка электричества в ТЭС происходит при участии множества последовательных этапов, но общий принцип её работы очень прост. Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам, расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток.

	

	Рис.1 Схема работы ТЭС

	Существуют несколько видов топлива, используемых для ТЭС:  уголь, газ, мазут, торф. По этой причине их можно строить везде. Их преимущество заключается в том, что они быстро строятся и строительство обходится дешевле, чем строительство АЭС и ГЭС. Так же учитывается факт использования разнообразного вида сырья. Еще один плюс, они способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. КПД ТЭС – 33%. По сравнению с КПД ГЭС – 92-94%, а КПД АЭС – 80%.

	Но, несмотря на неоспоримые преимущества электростанций в добычи энергии перед топливной промышленностью и необходимостью их существования и востребованностью, существует и ряд недостатков. Например, они работают на невозобновимых ресурсах, дают много отходов (самые чистые на природном газе), режим работы меняется медленно (для разогрева котла необходимо 2-3 суток), энергия дорогая, так как для эксплуатации станции, добычи и транспортировки топлива, требуется много людей.

	В результате работы ТЭС вырабатываются вещества, загрязняющие окружающую среду. Степень загрязнения тепловыми электростанциями окружающей среды зависит от типа и мощности ТЭС. Наиболее чистым топливом является природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.  Выбросы оксида азота, оксида углерода  имеют место на всех ТЭС, разница заключается только в объеме этих выбросов. В окружающую среду с подогретой водой и горячими газами рассеивается более 60 % исходной энергии топлива.

	Так, например, ТЭС, работающая на угле, вырабатывает огромное количество золы, для которой требуются золоотвалы, если сравнивать с теплоэлектростанциями, работающая на природном газе, они не нужны. При сжигании газа единственным существенным загрязнителем атмосферы остаются окислы азота. Однако выброс окислов азота при сжигании на ТЭС природного газа в среднем на 20 процентов ниже, чем при сжигании угля.

	Природный газ широко применяется практически во всех сферах деятельности:  в жилых домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи,  как топливо для котельных, ТЭЦ и др. Однако из всех ископаемых видов топлива природный газ является самым чистым. При его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ.

	Газообразное топливо обычно не загрязнено твердыми частицами или агрессивными соединениями серы и поэтому сжигается легче и эффективнее, чем уголь или нефть. Благодаря своей эффективности использования природный газ может внести существенный вклад в снижение выбросов диоксида углерода путем замены им ископаемых видов топлив.

	Для развития мировой экономики природный газ открывает большие возможности. Он может стать тем средством, который будет способствовать достижению энергетической безопасности, росту промышленного производства, развитию инноваций, улучшению экологической ситуации.

	В 1997 году был подписан Киотский протокол  по ограничению парникового эффекта. Природный газ в этом плане способствует достижению цели в уменьшении парниковой эмиссии. Выбросы парниковых газов при сжигании одной тонны условного топлива у природного газа в 1,7 раза меньше, чем у угля, и в 1,4 раза меньше, чем у мазута. На практике же уменьшение выбросов еще существенней из-за более высокой эффективности энергетических установок, использующих природный газ. Уголь и нефть в процессе горения также создают пепел в виде мелких частиц, которые не сгорают и попадают в окружающую среду и таким образом вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды.



































1.1. Инженерно-технологические характеристики исследуемого хозяйственного объекта.

Тепловая электрическая станция Буденновская ПГУ ТЭС, расположена в  Ставропольском крае, г. Буденновск, ул. Р. Люксембург,1.

Функциональное назначение объекта – комбинированное производство электрической энергии и отпуска тепла с горячей водой по парогазовому циклу от сооружаемого энергоблока ПГУ.

Основным и резервным топливом для Буденновской ПГУ ТЭС с 2013 до 2016 г. является природный газ из системы газопроводов ОАО «Газпром». После 2016 года основное топливо – сухой отбензиненный газ (СОГ) из газораспределительной системы нового производства по переработке попутного нефтяного газа Каспийских месторождений ООО «Ставролен», а резервным – природный газ из системы газопровода ОАО «Газпром». Химический состав природного газа и СОГ приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Состав газа до сжигания.

Наименование фракции

Содержание, %



Природный газ 

Сухой отбензиненный газ (СОГ)

	Метан CH4	

91,32

98,41

Этан С2H6

5,195

0,4275

Пропан C3H8

1,083

0,0258

Бутан C4H10

0,216

0,0016

Пентан C5H12

0,0551

-

C6и выше

0,098

-

Кислород O2

0,007

-

Азот N2

1,561

0,8468

Двуокись  углерода CO2

0,412

0,2869



Теплофикационная  парогазовая ТЭСэлектрической мощностью 135 мВт и тепловой -230 гКал/час.

Состав основного оборудования:

1) две газовые турбины Trent 60 WLE электрической мощностью 58,9 МВт каждая производства компании «Rolls-Royce» комплектно с электрическим генератором;

2) два паровых котла-утилизатора ПК-93 производства ОАО «Подольский машиностроительный завод «ЗиО» двух давлений с блоком дополнительного сжигания природного газа в окислительной среде газов после ГТУ, с индивидуальными дымовыми трубами высотой 50 м производительностью: 

- по контуру высокого давления (ВД) –69,6 т/ч с параметрами пара                       Р(абс.)=4,72 МПа, t=440 °С; 

- по контуру низкого давления (НД) – 20,7 т/ч с параметрами пара                        Р(абс.)=0,67 МПа, t=223 °С ;

3) одна паровая турбина типа SST-400 производства Siemens в комплекте с турбогенератором. Турбина с регулируемым теплофикационным отбором пара и возможностью приема пара от второго контура КУ в цилиндр низкого давления.

Выдача тепловой нагрузки от блока ПГУ в горячей воде осуществляется через промежуточный контур: насосы, основной и пиковый бойлера паровой турбины, подогреватели сетевой воды ГПСВ котлов-утилизаторов, устанавливаемые в корпусе ПГУ, промежуточный теплообменник, устанавливаемый в корпусе котельной ООО “Ставролен” в параллельное подключение к существующим водогрейным котлам. Проектом предусматривается установка группы насосов замкнутого контура теплосети блока ПГУ с частотно-регулируемыми электроприводами, оснащенными ЧРЭП.

На территории ПГУ предусматривается открытая парковка для автотранспорта и открытый склад масел.

•Две газовые турбины Trent 60 WLE электрической мощностью 58,9 МВт каждая производства компании «Rolls-Royce» комплектно с электрическим генератором  и два паровых котла-утилизатора ПК-93.

Дымовые газы после каждого котла утилизатора отводятся в индивидуальные дымовые трубы высотой 50 м и диаметром устья 4 м.  

Таким образом, в данном производственном подразделении функционируют следующие источники выделения ЗВ в атмосферу:

• Дымовая труба ГТУ Trent-60 КУ ПК-93 – 2 ед. (№№0001-01/0002-01).

Функционирование данных ИЗА обуславливает поступление в атмосферный воздух следующих загрязняющих веществ:

- Азота диоксид (Азот (IV) оксид)

- Азот (II) оксид (Азота оксид)

- Углерод оксид

Выбросы оксидов азота, оксида углерода определены по их концентрации в сухих дымовых газах. 

В соответствии с техническими  данными газовой  турбины Trent 60 WLE фирмы «RollsRoyce»концентрации при 15 % О2составляют:NОx = 25 ррм (50 мг/нм3), СО = 120 ррм (150 мг/нм3).

• Открытый склад хранения масел. 

В данном производственном подразделении функционируют следующие источники выделения ЗВ в атмосферу:

•Резервуар масел – 1 ед.  (№6001-01).

Функционирование данных ИЗА обуславливает поступление в атмосферный воздух следующих загрязняющих веществ:

- Углеводороды предельные C12-C19



• Открытая парковка автотранспорта. 

В данном производственном подразделении функционируют следующие источники выделения ЗВ в атмосферу:

- Парковка автотранспорта – 1 ед.  (№6002-01-26).

- Парковка автотранспорта – 1 ед.  (№6003-01-16).

Функционирование данных ИЗА обуславливает поступление в атмосферный воздух следующих загрязняющих веществ:

- Азота диоксид (Азот (IV) оксид)

- Азот (II) оксид (Азота оксид)

- Углерод (Сажа)

- Сера диоксид (Ангидрид сернистый)

- Углерод оксид

- Бензин (нефтяной, малосернистый) (в пе-ресчете на углерод)

- Керосин

Для проведения  пусковых операций предусмотрена  установка блочной пусковой котельной. Пусковая котельная работает кратковременно, только в период проведения пусковых операций и остановки блока (во время работы ПГУ работа пусковой котельной не предусматривается), поэтому ее влияние на загрязнение  атмосферного воздуха  не рассматривается. 

Для оборудования ПГУ предусматривается создание оборотной системы охлаждения оборудования производительностью 8675,2 м3/ч в составе следующих сооружений:

- одной трехсекционнойвентиляторной градирни;

- циркуляционной насосной станции, сблокированной с производственно-противопожарной насосной станцией и помещением для электрического оборудования и шкафов управления; 

- напорных подающих и сливных циркводоводов. 

В качестве охладителя была выбрана вентиляторная испарительная трехсекционная  градирня  с площадью орошения  каждой секции 138 м2Техническая характеристика одной секции градирни:

- гидравлическая нагрузка – 2070 м3/ч;

- температура охлажденной воды (максимальная) – + 30С;

- температурный перепад (летний/конденсационный/зимний) – 9,5/13,7/5,9С;

- размеры секции – 11,7?11,7 м;

- мощность двигателя вентилятора – 75 кВт;

- давление на форсунках – 0,5-2,0 м.

Основное технологическое оборудование:

- пленочный ороситель из ПВХ, состоящий из отдельных блоков;

- водораспределительная система с форсунками;

- каплеуловитель;

- вентилятор.

Градирня устанавливается на подземный железобетонный  водосборный бассейн глубиной 2,0 м.

Работа вентиляторов предусматривается в автоматическом режиме – при температуре охлажденной воды +15С отключается, при температуре +17 С – включается.

Таким образом, в результате хозяйственной деятельности Буденновская ПГУ ТЭС в атмосферу выделяются следующие загрязняющие вещества. 

Таблица 1.2. ЗВ, выделяющиеся на Буденновской ПГУ ТЭС.

Вещество

Исполь-зован-ный

Значе-ние

Класс

Суммарный выброс

вещества

код

Наиме-нование

критерий

Крите-рия,

Опас-ности









мг/м3



г/с

т/год

1

2

3

4

5

6

7

0301

Азота диоксид (Азот (IV) оксид)

ПДКмр

0,20000

3

12,6466559

301,50736100

0304

Азот (II) оксид (Азота оксид)

ПДКмр

0,40000

3

02,0550816

47,25843000

0328

Углерод (Сажа)

ПДКмр

0,15000

3

00,0005025

00,00051200

0330

Сера диоксид (Ангид-ридсерни-стый)

ПДКмр

0,50000

3

00,0012479

00,00212000

0337

Углерод оксид

ПДКмр

5,00000

4

47,7249333

1139,5857470

2704

Бензин (нефтя-ной, малосер-нистый) (в пересче-те на углерод)

ПДКмр

5,00000

4

00,0442014

00,04896900

2732

Керосин

ОБУВ

1,20000



00,0049138

00,00697900

2754

Углево-дородыпредель-ные C12-C19

ПДКмр

1,00000

4

00,0036000

00,00004000

Всего веществ:   8



 

 

 

62,48113640

1488,41015000

твердых:   1



 

 

 

00,00050250

00,00051200

жидких/газо-образны:   7

 

 

 

62,48063390

1488,40964000



Таблица 1.3. Перечень источников и загрязняющих веществ, подлежащих государственному учету и нормированию.

Источники загрязнения атмосферы

Вещества

пл.

цех

ном

Наименование

подлежащие нормированию

1

2

3

4

5

Источники выброса, подлежащие нормированию



0

1

0001

Дымовая труба ГТУ Trent-60 КУ ПК-93

Азота диоксид, углерод оксид

0

1

0002

Дымовая труба ГТУ Trent-60 КУ ПК-93

Азота диоксид, углерод оксид

0

2

6001

Резервуар масел (слив масла)

Углеводороды предельные

0

3

6002

Парковка автотранспорта

Азота диоксид, углерод(сажа), сера диоксид, углерод оксид, бензин, керосин

0

3

6003

Парковка автотранспорта

Азота диоксид, углерод(сажа), сера диоксид, углерод оксид, бензин, керосин

Источники выброса, не подлежащие нормированию.

Таких источников нет!

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	1.2 Экологические проблемы, связанные с деятельностью данной хозяйственной организацией.

Несмотря на все преимущества природного газа, как исходного топлива, при его сжигании так же образуются вещества, загрязняющие атмосферу. В состав загрязняющих веществ входят оксиды азота, оксид углерода, полиароматические углеводороды.  

1.2.1. Характеристика выбросов.

	Оксиды азота.

Важнейшими являются NO и NO2, поскольку остальные не являются биологически значимыми.

Оксиды азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков. Помимо косвенного воздействия (кислотный дождь) длительное воздействие диоксида азота в концентрации 470-1880 мкг/м3 может подавлять рост некоторых видов растений (например, томатов). Значимость атмосферных эффектов оксидов азота связана с ухудшением видимости. Диоксид азота играет важную роль в образовании фотохимического смога. Соединяясь с атмосферной влагой, оксиды азота (вместе с оксидами серы) образуют «кислотные дожди», которые наносят вред сельскому хозяйству, усиливают коррозию и разрушение строительных материалов, исторических памятников архитектуры и других культурных ценностей.

Оксиды азота могут отрицательно влиять на здоровье сами по себе и в комбинации с другими загрязняющими веществами. Пиковые концентрации действуют сильней, чем интегрированная доза. Длительное воздействие даже небольших концентраций NOх резко увеличивает количество острых и хронических респираторных заболеваний. Исследования показали, что для болеющих астмой повышается риск отрицательных легочных эффектов при содержании диоксида азота, значительно меньшем, чем тот, на который не наблюдается реакции у здоровых людей.

	Оксид углерода (II).	

Снижает способность крови переносить кислород к тканям. СО связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. Существуют данные, что содержание карбоксигемоглобина 1-2% влияет на поведение и может усугублять симптомы сердечно-сосудистых заболеваний (чтобы снабжение тканей кислородом оставалось на прежнем уровне, необходимо усиленное кровоснабжение). Содержание 2-5% приводит к нарушению психомоторных функций, а более 5% – нарушению сердечной деятельности и дыхания. Содержание карбоксигемоглобина более 10% приводит к головной боли, утомляемости, сонливости, снижению работоспособности, коме, остановке дыхания и смерти.

Полиароматические углеводороды (полиядерные ароматические углеводороды, ПАУ).

Полиядерные ароматические углеводороды — большая группа органических соединений, содержащих два бензольных кольца или более. Они относительно мало растворяются в воде, но хорошо – в жирах. Существует несколько сотен ПАУ; наиболее известен бенз[а]пирен.

	Бенз[а]пирен является местным канцерогеном. Исследования в основном отмечают развитие рака легких в результате поступления ПАУ с воздухом; меньше сообщений о канцерогенности ПАУ, поступивших с пищей, хотя абсолютное количество может быть намного большим, чем в случае поступления с воздухом.

	           Как следствие, в результате работы Буденновской ПГУ ТЭС возникает прямой экологический ущерб. При сжигании топлива в специальной камере сгорания, образуются продукты сгорания, которые поступают в атмосферу через индивидуальные дымовые трубы. 

	Таблица 1.4. Характеристика выбросов

Наименование вещества

Класс опасности

Суммарные выбросы

ПДВ





тонн/год

тонн/год

Азота диоксид

3

303,80948200

301,50736100

Азота оксид

3

49,36954000

47,25843000

Углерод оксид

4

1137,47463600

1139,58574700

С целью уменьшения количества загрязняющих веществ поступающих в окружающую среду при работе ТЭС, устанавливают газоочистные и пылеулавливающие сооружения. Газоочистка является неотъемлемой частью отлаженного производственного процесса. Формула системы газоочистки выглядит, как разница между выбрасываемыми в атмосферу промышленными газами с примесями и количеством отходов, уловленных различными способами. Разница должна стремиться к нулевой отметке.

















1.3 Обзор литературы по решению данной экологической проблемы.

В промышленных газах содержатся частицы, которые очень разнообразны по составу, агрегатному состоянию, имеют различную дисперсность. От взвешенных частиц газы очищают механическими и электрическими способами. При механической очистке газов идёт воздействие центробежной силы, осуществляется фильтрация через пористые материалы, промывка с помощью воды или других жидкостей. Механическая очистка газов - это сухая газоочистка (с помощью циклонов), фильтрация и способы «мокрой» газоочистки. Электрической же очисткой газов улавливают частицы пыли высокой дисперсности, достигая высокого коэффициента очистки.

К газоочистным установкам относится оборудование, осуществляющее операции по подготовке воздуха, выходящего из установки в производственных процессах. Ни одно производство не может работать сегодня в безотходном режиме, и если отсутствуют отходы материального значения, то выбросы вредных компонентов в атмосферу имеются почти повсеместно. Это ещё более ужесточает требования экологов к промышленным предприятиям в отношении очистки выбросов и приводит к тому, что данные предприятия должны быть оснащены специальным оборудованием, которое очищает эти выбросы. Это оборудование представляет собой специальную газоочистительную установку, которая является целым комплексом, состоящим из ряда действий и функций по очистке воздуха от вредных частиц, направленных на полное обезвреживание и нейтрализацию в процессе очистки.

Газоочистное оборудование может быть рассчитано на всё предприятие в целом, то есть носить приточно-рециркуляционный характер: быть специализированного типа, то есть предназначаться для очистки не характерных выбросов; и, наконец, быть оборудованием тестового назначения. По способу использования газоочистное оборудование может быть стационарным и мобильным, перемещаемым при изменении места его использования.

1.3.1. Пылегазоулавливающее оборудование.

Газоочистка подразделяется на: 

- очистку от взвешенных частиц в виде пыли, тумана

- очистку газов от примесей в парообразном и газообразном состояниях, которые нежелательны при их дальнейшем использовании или выбросе.

Процесс, представляющий собой улавливание вредных веществ в промышленных газовых выбросах, подразделяется на промышленную очистку газов для утилизации их выбросов (а также возврат в производство отделенного от газа безвредного продукта), а также на санитарную очистку газовых выбросов от остаточного содержания в них вредных веществ, обеспечивая тем самым высокое качество воздуха. Выбор конструкции оборудования для газоочистки и технологии применяемой очистки осуществляется в зависимости от характера производственного процесса, состава отработанных газов, необходимой степени очистки и пр.

К газоочистным установкам группы сухой очистки газов относятся пылеуловители разных типов и дымососные аппараты. При очистке газов от частиц пыли и вредных загрязнений "мокрым" способом применяют скрубберы, газопромывательные устройства.

Следующим шагом очистки газов в газоочистной установке являются фильтры, очищающие газы от всевозможных загрязнений при помощи тканевых фильтрующих элементов. Электрические фильтрующие элементы, выполняющие следующий этап очистки, могут использовать как сухой, так и мокрой способ очистки газа. Химические очистители являются следующим аппаратом в газоочистных установках, где операции по очистке газов выполняются при использовании химикатов.

Последним этапом по очистке газов являются термоаппараты, очищающие вредные выбросы с помощью горячей очистки. Все вышеназванные группы и представляют газоочистную установку, включаясь,  осуществляя очистку поэтапно, и воздействуя на загрязненные или отработанные газы различными способами для преобразования последнего в безвредный продукт. Монтаж и обслуживание данных установок должны выполняться исключительно высококвалифицированными специалистами, которые владеют необходимыми знаниями в данной области. Производительность газоочистных установок оценивается объемом очищенного газа за определенный интервал времени. Газоочистительными установками должны быть оснащены все производственные предприятия для поддержания допустимого уровня чистоты экологии.

В целях очистки производственных газов от загрязнений (от золы, пыли и прочих твердых компонентов) были разработаны специальные эффективные фильтры и фильтрующие установки. Основной принцип их работы заключается в использовании электростатического осаждения твердых, находящихся в газах частиц, в фильтрации с помощью пористых слоев и перегородок, в промывке газов и отделении частиц под действием гравитационных сил. Это есть инерционная сепарация. Для каждого вида производственного процесса требуется своя газоочистная установка, конструкция которой определяется характером производственного процесса, видом загрязнений и количеством выбросов.

Так же опасными загрязняющими веществами , помимо золы, пыли и твердых компонентов, являются оксиды азота. Они присутствуют при сжигании практически всех видов топлива. С целью их уменьшения разрабатывают и усовершенствуют уже имеющиеся технологии. 

1.3.2. Способы снижения NOxв выбросах.

•В конце технологического процесса.

Используемые в промышленности способы можно разделить на три группы:

с помощью твёрдообразных поглотителей или катализаторов, представляющих «сухие методы» очистки;

с помощью жидких поглотителей (абсорбентов), представляющих собой жидкостный метод очистки;

методы очистки без использования поглотителей и катализаторов.

Первая группа методов очистки представляют собой адсорбцию, химическую реакцию с твёрдыми поглотителями или превращение примесей каталитическим методом в безвредные, легко удаляемые соединения. Слой сорбента, поглотителя или катализатора регенерируется или периодически заменяется. 

Жидкостные способы второй группы основаны на извлечении вредного компонента жидким сорбентом в виде растворителя. 

При использовании третьей группы очистительных методов происходит конденсация примесей или очищение на основе диффузионных процессов. Диффузионные процессы – это, например, термодиффузия, разделение через пористую перегородку.

Абсорбционный метод. 

Наиболее раcпроcтранённымипоглoтителямиNOх являются раcтворы соды, едкого натра и карбоната аммония, известковое молоко и пр. Пpоцесс очиcтки отходящих газов от оксидoв азота протекает в две стадии: сначала оксиды азота взаимодействуют с водой с образованием кислот, затем происходит нейтрализация кислот щелочами. Образующиеся при этом растворы азотнокислых солей могут быть использованы в промышленности и сельском хозяйстве. Однако их переработка, в частности концентрирование, и транспортировка вызывают определенные трудности. Весьма важным недостатком абсорбционных методов щелочными растворами является невысокая эффективность (70-85%), поэтому концентрация оксидов азота в очищенных газах значительно превышает ПДК и требуется многократное их разбавление.

 Адсорбционные методы. 

В случае небольших объемов газов нашли применение адсорбционные методы. Хорошим сорбентом оксидов азота служит активированный уголь, но его применение затрудняется из-за легкой окисляемости, что может привести к сильному разогреву и даже к возгоранию угля. Силикагель по адсорбционным свойствам несколько уступает углю, но он более прочен и не окисляется кислородом.

Каталитическое восстановление. 

Одним из основных, хорошо освоенных промышленных методов очистки отходящих газов от оксидов азота является их восстановление на катализаторе до молекулярного азота. При использовании неселективного катализатора восстановитель расходуется не только на восстановление азота, но и вступает во взаимодействие с кислородом, обычно содержащимся в газовом потоке. В качестве восстановителя применяются водород, природный газ, оксид углерода и др. Катализаторами обычно служат элементы платиновой группы. Температура процесса колеблется от 400 до 800С.

• Снижение выбросов оксидов азота в атмосферу путем регулирования процесса горения. 

Наряду с установкой газоочистного оборудования в конце технологического цикла сжигания топлива весьма эффективными являются ряд режимных и технологических мероприятий, позволяющих существенно снизить количество образующихся в процессе горения оксидов азота. К этим мероприятиям относятся:

- каталитическое горение (беспламенное горение);

-охлаждение паром;

- рециркуляция части дымовых газов в зону горения;

- сжигание топлива в две и три ступени;

- применение горелок, позволяющих понизить выход NОх;

Каталитическое горение (беспламенное горение).
       Каталитическое горение - горение топлива без пламени.
Этот процесс дает то же самое количество энергии, что и системы горения, в которых используется пламя, но при более низкой пиковой температуре, находящейся ниже порога, на котором формируются NО. Это достигается посредством горения на каталитической поверхности, изготовленной на основе палладия. Поскольку температурный диапазон, в котором катализатор является активным, ограничен как нижним пределом (недостаточная активность), так и верхним пределом (деградация), процесс сгорания состоит из трех стадий: - предварительное горение в интегрированной камере предварительного горения повышает температуру поступающей смеси газ/воздух до уровня, требуемого для того, чтобы катализатор стал активным. Это применяется главным образом в условиях низких нагрузок. Обычно в камере предварительного горения используется только малая часть топлива;
- каталитическое горение происходит при относительно низких температурах, предотвращая таким образом формирование NO. Но здесь сжигается не все топливо, поскольку это может слишком высоко поднять температуру катализатора, что приведет к его повреждению. Технология каталитического горения является наиболее перспективной, однако информация, предоставленная изготовителями, базируется в основном на демонстрационных образцах. Каталитическое горение было достигнуто только на экспериментальной газовой турбине мощностью 1,5 МВт. Применение технологии каталитического горения на газовой турбине мощностью 170 МВт находится в стадии развития. При использовании этой технологии уровни NOбудут составлять, как ожидается, менее 10 мг/нм;
- горение однородной смеси (оставшаяся часть топлива сжигается в условиях бедной топливной смеси). Исключается неустойчивость пламени, поскольку температура входного отверстия этой зоны довольно высокая из-за предшествующего процесса каталитического горения.

Охлаждениепаром.

Другой перспективной разработкой в области газовых турбин является охлаждение паром вместо охлаждения воздухом. Обычно воздух, извлекаемый из газовой турбины компрессором, используют для охлаждениявала и лопаток турбины. Количество охлаждающего воздуха составляет до 20%-25% потока воздуха из компрессора. Извлеченный воздух недоступен для процесса горения, а также теряет давление во время протекания через узкие каналы в лопатках турбины, что приводит к снижению эффективности газотурбинного процесса. Эти недостатки устраняют использованием пара вместо сжатого воздуха. .......................