Ефективні методи зниження викидів оксидів азоту в атмосферу газомазутними котлами ТЕС

Оксиди азоту знижують врожайність сільськогосподарських культур, ініціюють ряд небезпечних фотохімічних реакцій в атмосфері, «з'їдають»озон в димової струмені електростанцій і сприяє збільшенню озону до небезпечних концентрацій на великих відстанях від електростанцій в сільськогосподарських районах (південь Україна, Крим).

Енергетика Україна поставляє в атмосферне повітря понад 60% сірчистого ангідриду і понад 50% оксидів азоту від загального викиду стаціонарними установками.

Ще в 70-х роках вважали, що кислотні дощі визначаються на 90-92% оксидами сірки і лише на 8-10% оксидами азоту. Однак у 80-90-ті роки у зв'язку зі збільшенням частки природного газу, введенням в деяких країнах Європи систем сіркоочистки, а також з розвитком автотранспорту, внесок оксидів азоту в утворення кислотних дощів збільшився в кілька разів і становить 20-57%.

Зазвичай оксиди сірки та азоту знаходяться в атмосферному повітрі до 2-5 діб, переміщаючись з потоками повітря на відстані до 1000 км.

Розсіювання і трансформація деяких речовин в атмосфері

За цей час відбувається їх перетворення на кислоти і стік з атмосфери з опадами в грунт і поверхневі води, головним чином, у вигляді слабких розчинів сірчаної, сірчистої, а також азотної і азотистої кислот.

Азотна кислота робить істотний вплив на утворення кислотних дощів. Якщо для ряду країн Європи її внесок в кислотні дощі 10-20%, то для України внесок оксидів азоту в кислотні дощі знаходиться в межах від 35 до 50%. При цьому мається викид з Україною на територію Росії, Білорусії, Туреччини, Молдови та інших країн і надходження оксидів азоту з Німеччини, Польщі, Румунії та інших країн у порівнянних кількостях.Перенесення оксидів азоту з території Німеччини в Україні, зазвичай у 5-7 разів перевищує зворотний перенос.

У 1991-94 роки за рахунок зниження вироблення електроенергії та засто­сування заходів щодо зниження утворення оксидів азоту викид знизився на 36%.

Оксиди азоту під час згоряння палив утворюються за трьома механізмами: «термічного», «паливному» і «швидкого». При спалюванні газів утворення оксидів азоту йде по двох основних механізмів: «термічного», розробленим Я.Б. Зельдовичем, що має дуже сильну залежність від температури і «швидкому». Для «швидкого» механізму, розробленого С. Фенімором характерні:

а) слабка залежність від температури;

б) порівняно сильна залежність від надлишку окислювача;

в) утворення в початковій зоні горіння.

Наведені в Інституті газу експериментальні дослідження дозволили під­твердити взаємозв'язок виходу «швидких» NO з вмістом HCN в полум'я, а також підтвердити, що вихід «швидких» оксидів азоту залежить від складу газоподібних палив.

За даними досліджень, проведених на спеціально сконструйованій уста­новці, що дозволяє виділити «швидкі» NO _x їх концентрації при спалюванні CO і H ₂ істотно нижче, ніж при горінні метану та інших вуглеводневих газів.

Досить істотне значення має хімічний склад пилу. Наприклад, вміст оксидів кременю в пилу більше 10% робить її небезпечною для здоров'я людини, вміст оксидів кременю в пилу в повітрі великого міста становить 20,1-22,8%.

Обстеження забруднення повітря в районі одинадцяти ТЕЦ (теплоелектро­централь), що працюють на вугіллі, виявили, що максимальні концентрації твердих частинок в атмосферному повітрі мають місце на відстанях у 8-10 разів більших висоти труби. За відсутності коштів пиловловлення в котельних установках малої продуктивності з шаровими топками викид твердих часток в атмосферу порівняємо з викидом їх на ТЕЦ. Однак при шаровому спалюванні тільки 3% викидаються частинок має d lt;10 мкм, а при пилеугонном - не менше 20-45%. При відсутності систем пиловловлення тверде паливо (вугілля) поставляє в атмосферу в 100-200 разів більше твердих частинок, ніж рідке паливо. Викиди твердих частинок в атмосферу все ще є одним з найбільш серйозних видів забруднень, що вносяться процесами горіння в атмосферу міст.