13. Metody odsiarczania spalin. Przebieg reakcji podczas mokrego odsiarczania spalin. Sucha metoda odsiarczania spalin.

a.wykorzystujące chemiczne wiązanie SO2, poprzez

reakcję tego gazu z tzw. sorbentem (zwykle

związkami wapnia)

- metody mokre (skuteczność >90%)

- metody półsuche (skuteczność =20¸60%)

- metody suche (skuteczność =20¸60%)

b.wykorzystujące katalityczne przetworzenie SO2

c. wykorzystujące adsorpcję fizyczną na odpowiednim

złożu tzw. adsorbencie

Przebieg reakcji podczas mokrego odsiarczania spalin:

SO2 + H2O = H2SO3

CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + CO2 + H2O

2CaSO3 + O2 = 2CaSO4

Produkt otrzymywany to gips, łatwy w składowaniu lub uŜywany

jako surowiec w budownictwie.

Sucha metoda odsiarczania spalin polega na doprowadzeniu

do komory spalania kotła zmielonego sorbentu w postaci kamienia

wapiennego CaCO3, kredy CaCO3, dolomitu

CaCO3 — MgCO3, wapna palonego CaO lub wapna hydratyzowanego

Ca(OH)2. Sorbent musi być zmielony na cząstki

o średnicy mniejszej niŜ 100 Vm. Jest on doprowadzony do

komory spalania bezpośrednio z węglem lub z powietrzem

wtórnym, albo specjalnym systemem dysz. Reakcja ma przebieg

następujący:

CaCO3 → CaO + CO2

CaO + SO3 = CaSO4

2CaO + 2SO2 + O2 = 2CaSO4

14. Odazotowanie spalin. Metody ograniczania emisji. Metody zmniejszania zawartości tlenków azotu w spalinach.

Sposoby ograniczania emisji tlenków azotu:

· właściwe ukształtowanie komory paleniskowej

· stosowanie palników o specjalnej konstrukcji

· dwustrefowe spalanie paliwa

· recyrkulacja spalin do komory paleniskowej

· zmniejszenie współczynnika nadmiaru powietrza

Do metod zmniejszania zawartości tlenków azotu w spalinach

należą:

· selektywna redukcja katalityczna,

· selektywna redukcja niekatalityczna,

· metody absorpcyjne połączona z odsiarczaniem:

¨ metoda SHL (Saaberg-Holder-Lurgi)

¨ metoda WSA-SNOX (WSA – Wet Sulphuric Acid)

¨ metoda Bergau Forschung-Uhde

15 Metody ograniczania emisji dwutlenku węgla.

Działania mogące ograniczyć emisje CO2 z elektrowni

i elektrociepłowni są różne ale każde jest ważne. Do takich

działań można zaliczyć:

· uszlachetnianie węgla przed spaleniem; efekt: CO2 ↓ 5%,

· podniesienie sprawności konwersji energii w elektrowniach

– szczególnie budowa bloków na parametry

nadkrytyczne (t = 620oC i p = 30 MPa), docelowo supernadkrytyczne

(t = 700oC i p = 37,5 MPa),

· dywersyfikacja paliw – zastępowanie węgla olejem

opalowym lub lepiej gazem ziemnym,

· wprowadzanie technologii zgazowania węgla:

zgazowanie węgla w kopalniach,

cykl kombinowany ze zintegrowanym zgazowaniem

- IGCC (ang. integrated gasification combined

cycle) sprawność (45-55)%,

· sekwestracja dwutlenku węgla w kaŜdym procesie

spalania.

12 Odpylanie spalin (elektrofiltry, filtry tkaninowe, cyklony, komory osadcze)

Elektrofiltr, zwany odpylaczem elektrostatycznym jest urządzeniem,

w którym usuwanie pyłu ze spalin następuje poprzez wykorzystanie

siły elektrostatycznej, działającej na cząstki tego pyłu.

Zasada działania elektrofiltru

Aktywną przestrzeń elektrofiltru tworzy układ elektrod wysokonapięciowych

i zbiorczych umieszczonych względem siebie w pewnych

odstępach. Do elektrod wysokonapięciowych doprowadzane jest bardzo

wysokie stałe napięcie ujemne 30-100 kV, elektrody zbiorcze są

uziemione. W wyniku działania wysokiego napięcia pomiędzy elektrodami

powstaje silne pole elektryczne i wyładowania koronowe. Cząsteczki

pyłu znajdujące się w strumieniu gazu przepływającego przez

aktywną przestrzeń pomiędzy elektrodami są ładowane przez jony

ujemne i uzyskują ładunek ujemny. Pod wpływem działania silnego pola

elektrycznego naładowane cząstki pyłu przyciągane są do powierzchnię

elektrod zbiorczych, gdzie uwalniane są od ładunku elektrycznego.

Pył jest strącany z elektrod zbiorczych poprzez wytrząsanie

mechaniczne i opada w dół do zsypu, skąd jest odprowadzany w sposób

ciągły na składowisko bądź zagospodarowywany jest do innych celów.

Cyklon (odpylacz cyklonowy) - urządzenie wykorzystywane

do oczyszczania gazów z cząstek stałych (pyłu) wykorzystujące

siły bezwładności. Stosowane do odpylania gazów w ciepłowniach,

elektrociepłowniach, hutach, itp. Skuteczność

działania – usuwają cząstki pyłu o wymiarach przekraczających

60 μm.

Skuteczność odpylania - cyklonu - jest tym większa im większa

jest prędkość wlotowa, a także im mniejszy promień.

11. Czyste spalanie i jego wpływ na ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery

Czyste spalanie – zabiegi technologiczne i konstrukcyjne,

prowadzące do ograniczenia emisji tlenków azotu z moŜliwością

związania i usunięcia części siarki.

1.Stosowanie nowych lub udoskonalonych komór spalaniai palników kotłowych

- cyklonowe komory z ciekłym odprowadzeniem ŜuŜlai dopalaniem gazu

- wielostopniowe palniki z iniekcją wapnia

- udoskonalone palniki o obniżonej generacji NOx

2.Preparacja paliwa

- przygotowanie zawiesin węglowo-wodnych

-równoczesne spalanie węgla i gazu oraz spalanie zawiesin węglowo-wodnych i gazu (układy wielopaliwowe)

3.Stosowanie kotłów fluidalnych (spełniają wymagania

ekologiczne bez konieczności stosowania urządzeń

dodatkowych)

10. Wzbogacanie węgla i jego wpływ na ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery.

Wzbogacanie węgla – obecnie stosowane sposoby umoŜliwiają

usuwanie 30-50% siarki pirytowej2 oraz 60% niepalnych części

mineralnych (popiołu). Stosowane są następujące metody

wzbogacania:

1.Metody fizyczne

- mielenie drobnoziarniste

-udoskonalona flotacja pionowa

-zastosowanie cieczy ciężkich

-flotacja mikropęcherzykowa

-udoskonalone metody suche

2.Metody chemiczne

- ługowanie

- stosowanie rozpuszczalników organicznych

3.Metody mikrobiologiczne

- wymywanie biologiczne

9. Wody opadowe z elektrowni i ich zagospodarowywanie.

8. Ścieki technologiczne w elektrowniach.

W Elektrowni niektóre ścieki technologiczne są zagospodarowywane w obiegach wodnych o mniejszych wymaganiach jakościowych:

• ścieki z odświeżania obiegu wodno-parowego (kotłowego) - zagospodarowywane są do napełniania i uzupełniania obiegu ciepłowniczego, do wykorzystania w stacji demineralizacji wody lub odprowadzane do obiegu chłodzącego;

• ścieki poregeneracyjne ze stacji demineralizacji wody wykorzystywane są w obiegu chłodzącym;

Pozostałe ścieki, tj.:

• ścieki z odświeżania obiegu chłodzącego;

• ścieki z odwadniania urządzeń blokowych;

• ścieki podekarbonizacyjne (odmuliny z akcelatorów i spusty z próboodbiorników) zawierające ok. 1 % osadów;

• ścieki z płukania filtrów węglowych w stacji demineralizacji wody;

• ścieki zmywne z terenu elektrowni;

7. Ścieki z gospodarki paliwami w elektrowniach.

elektrownie jądrowe

-Odpady promieniotwórcze – odpady stałe, ciekłe lub gazowe, zawierające substancje promieniotwórcze lub skażone tymi substancjami

elektrownie węglowe

10 – odpady nieorganiczne z procesów termicznych

1001- odpady z elektrowni i innych zakładów energetycznego spalania paliw

100101 – żużle

100102 – popioły lotne z węgla kamiennego

100113 - mieszanki popiołowo-żużlowe z mokrego odprowadzania odpadów paleniskowych

100114 – mikrosfery z popiołów lotnych

6. Układ szeregowy w elektrowniach.

układy sprzężone szeregowo z czołową turbiną gazową (spaliny wylotowe z turbiny gazowej są kierowane jako utleniacz do komory spalania istniejącego kotła węglowego, tzw. układ Hot Windbox; w układzie brak kotła odzyskowego),

Udział masowy tlenu w spalinach wylotowych z turbiny gazowej wynosi od ok. = 13 do 16% (w powietrzu = 23%; tak duży udział tlenu w spalinach jest wynikiem koniecznego dużego stosunku nadmiaru powietrza w komorze spalanie turbiny gazowej z uwagi na ograniczoną termiczną wytrzymałość materiału łopatek turbiny. Chcąc tym samym całkowicie zastąpić powietrze do spalania w kotle spalinami z turbiny, strumień tych spalin powinien być większy od strumienia powietrza o ok. 44 do 77%.

5. Zamknięty układ chłodzenia w elektrowniach.

zamknięty - woda krąży w układzie skraplacz (podgrzania) - chłodnica (ochładzanie).

Wpływ zamkniętego obiegu chłodzenia na środowisko, w zależności od zastosowanej technologii, może przejawiać się, zmniejszeniem zasobów wodnych regionu, wpływ na mikroklimat (nasłonecznienie, roszenie, szron, mgły, oblodzenie, zaburzenia w naturalnym formowaniu chmur), natężenie hałasu (wentylatory), ścieki o znacznym zasoleniu. Najkorzystniejsza, ale i najdroższa jest technologia chłodzenia suchego. Nie wstępują straty wody, nie ma kontaktu wody z powietrzem.

4 .Otwarty obieg chłodzenia w elektrowniach i jego wpływ na środowisko.

otwarty - polega na jednokrotnym użyciu wody pobranej z rzeki

Otwarty obieg chłodzenia - rzeczny. Przebieg podgrzania i chłodzenia wody w rzece można podzielić na cztery strefy: ujęcia wody, podgrzania wody w skraplaczach, mieszania się wód podgrzanych z wodami odbiornika (0,5-2,0km), chłodzenia w czasie przepływu w rzece (30-70km latem, 13-30km zimą). Poniżej miejsca zrzutu wód podgrzanych tworzą się strugi ciepłej i zimnej wody

Włączenie rzeki i zbiorników wodnych w obieg chłodzenia elektrowni wpływa na organizmy żywe w sposób bezpośredni, w czasie ich przepływania wraz z wodą przez urządzenia obiegu chłodniczego. Następują uszkodzenia mechaniczne, szok termiczny, działanie chemikaliów.

3. Zapotrzebowanie wody przez elektrownie.

Elektrownia potrzebuje wody, w różnej ilości i jakości do:

- Chłodzenia skraplaczy (kondensacji pary)

-Chłodzenia oleju turbozespołu

- Chłodzenia wodoru lub powietrza → chłodzące generatory i silniki elektryczne wielkiej mocy oraz prądnice (bezpośrednio)

-Chłodzenie łożysk pomp, wentylatorów i młynów

-Odżużlania, odpopielania i odsiarczania → o ile jest hydrauliczne

- Uzupełniania głównego obiegu energetycznego (straty pary kocioł-turbina)

- Uzupełniania obiegu ciepłowniczego

- Celów bytowych (łaźnie, umywalnie, woda pitna) i gospodarczych (stołówki, utrzymanie czystości zakładów)

- Celów przeciwpożarowych

2 Wpływ elektrowni węglowych na środowisko.

2. Poza zanieczyszczeniem atmosferycznym, spalanie węgla produkuje setki milionów ton stałych odpadów rocznie, w tym popiół lotny ^[1] , żużle i pyły z gazów odsiarczanie osad, które zawierają rtęć i uran i tor, i arsen i inne ciężkie metale. Istnieją poważne skutki dla zdrowia spowodowane przez spalanie węgla. Węgiel i odpady uwalnia około 20 toksyczny substancji chemicznych, które są niebezpieczne w przypadku uwolnienia do środowiska. Podczas spalania, reakcja pomiędzy węglem a powietrzem tworzy tlenki węgla, w tym dwutlenku węgla (CO ₂) ,tlenki siarki (głównie dwutlenek siarki SO ₂₎ i różne tlenki azotu (NO _x ). Ze względu na wodorowy i azotowe składników węgla, wodorki i azotki węgla i siarki są również wytwarzane podczas spalania węgla w powietrzu. Należą do nich cyjanowodoru (HCN), siarki azotan (SNO ₃₎ i innych toksycznych substancji. Ponadto, kwaśny deszcz może wystąpić, gdy dwutlenek siarki wytwarzany przez spalanie węgla reaguje z tlenem tworząc trójtlenek siarki _(SO3); ten reaguje z cząsteczkami wody w atmosferze, tworząc kwas siarkowy . Kwas siarkowy (H ₂ SO ₄₎ powraca na ziemię jako kwaśny deszcz . Spalanie węgla jest głównym źródłem metylortęci w środowisku.

1.Wpływ górnictwa na środowisko.

Z działalnością górniczą wiążą się niekorzystne zmiany w bezpośredniej bliskości zakładów wydobywczych, wywołane przez hałas i zapylenie, bezpośrednie zagrożenie dla górników, a także innych ludzi. Działalność górnicza jest jednak na ogól krótkotrwała, można też podjąć środki zaradcze zarówno ograniczające powstawanie szkód w środowisku w trakcie eksploatacji, jak i przywracające pierwotny stan krajobrazu, gdy prace górnicze zostaną już zakończone. Na szczęście liczne kopalnie podziemne po zaprzestaniu pracy pozostawiają niewiele śladów swego istnienia. Z biegiem czasu wyrobiska zostają wypełnione przez przesączającą się wodę powierzchniową, choć niekiedy masywne skały pozwalają na ich zachowanie się w stanie nienaruszonym.