Работы ВТИ по исследованию экологических характеристик продуктов сгорания энергетических топлив на ТЭС
ЧЕКАНОВ Г.С., доктор техн. наукг отделение защиты атмосферы ВТИ
Для объективной оценки воздействия на окружающую среду вредных выбросов тепловых электростанций и разработки эффективных мероприятий по сокращению негативных последствий этих выбросов недостаточно имеющихся в справочной литературе данных по химическому составу и физическим свойствам топлива, дымовых газов и летучей золы. Поэтому в последние годы в ВТИ проводятся целевые исследования экологических характеристик продуктов сгорания энергетических топлив в современных котельных установках.
Пробы топлива, летучей золы и шлака для исследований отбираются непосредственно на электростанциях при сжигании конкретного типа топлива и работе котельной установки в оптимальном режиме без подсветки мазутом. Далее, в лабораторных условиях определяются химический состав с учетом микрокомпонентов, концентрация которых не превышает 0,1%, и содержание радионуклеидов (Ra226, То232 и К40).
Наиболее подробно исследуется летучая зола. На центробежном сепараторе Бакко проба золы разделяется на несколько фракции с размером частиц от 0 до 40 мкм. При этом устанавливаются дисперсный состав и средний медианный диаметр, а каждая выделенная фракция анализируется на содержание тяжелых металлов и высокотоксичных соединений фтора, мышьяка, ванадия и других микрокомпонентов.
Кроме дисперсного состава определяются истинная и насыпная плотность Мету чей золы и угол естественного откоса необходимые для расчета и проектирования золоулавливающих установок.
Для оценки токсичности летучей золы приготавливаются водные вытяжки в щелочной, нейтральной и кислой средах. На основании химического анализа этих вытяжек оценивается состав водорастворимой части летучей золы, включая микрокомпоненты.
Отобранные пробы летучей золы используются также для химического моделирования замкнутой системы гидрозолоудаления. На базе такого моделирования определяется химический состав воды, циркулирующей в системе, и прогнозируется возможность образования солевых отложений определенного типа.
Дымовые газы исследуются непосредственно на электростанции. Определяются их химический состав, содержание оксидов серы, влажность, концентрация твердых частиц и температура сернокислотной точки росы. На начальном этапе работы дымовые газы анализировались также на содержание оксидов азота и бенз(а)пирена. Но полученные данные, так же как и результаты других исследований, показали, что содержание этих компонентов зависит не только от типа сжигаемого топлива, но (и зачастую в большей мере) от конструкции топки, схемы и режима его сжигания. Поэтому в дальнейшем эти измерения из программы оценки экологических характеристик были исключены.
В настоящее время получены данные по экологическим характеристикам продуктов сгорания 11 типов топлив: донецкого угля марки "ALLT, кузнецких углей марок "СС" и "Г", экибастузского, подмосковного, воркутинского, интинского, челябинского, богословского, ирша-бородинского и березовского углей. В 1996 г. планируется исследовать продукты сгорания углей дальневосточных месторождений.
При практическом использовании данных по экологическим характеристикам продуктов сгорания энергетических топлив следует обратить внимание по крайней мере на два момента: во-первых, на существенное изменение содержания некоторых микрокомпонентов в различных фракциях летучей золы (например, содержание мышьяка, бериллия, фтора, лития, цинка и свинца увеличивается в мелкодисперсных фракциях, а содержание ванадия, кадмия, кобальта и молибдена — в крупнодисперсных); во-вторых, содержание водорастворимых соединений макро- и микрокомпонентов в летучей золе в десятки и даже сотни раз меньше общего содержания этих компонентов.
Таким образом, при расчете загрязнения атмосферы выбросами из дымовых труб необходимо учитывать дисперсный состав золы и содержание вредных компонентов в различных фракциях, а при оценке негативного воздействия золовых выбросов на окружающую среду следует принимать во внимание концентрацию только водорастворимых соединений летучей золы.
