3tom052

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 106

wielu innych czynników, takich jak: dyspozycyjność elektrofiltru, jakość obsługi, równomierność przepływu spalin i pyłu w przekroju poprzecznym, właściwości pyłu, a zwłaszcza jego rezystywność, która powinna zawierać się w granicach 10⁵— 10^u ii! cm.

Odprowadzenie stałych odpadów produkcyjnych z kotła i spod elektrofiltrów do miejsc składowania lub wykorzystania odbywa się za pomocą specjalnych układów odpopielania i odżużlania. W zależności od czynnika transportującego tc odpady rozróżnia się układy hydrauliczne i pneumatyczne. Układy hydrauliczne cechuje brak pylenia i łatwość transportu, ale są dość kosztowne i wymagają dość dużych ilości wody, np. dla instalacji ciśnieniowych — 5 —10 kg wody na 1 kg odpadów. Jednak nic wszystkie popioły nadają się do transportu hydraulicznego. W takich przypadkach, jak również przy deficycie wody lub potrzebie dostarczania pyłu odbiorcy w stanie suchym, stosuje się układy odpopielania pneumatyczne, ssawne lub tłoczne. W ciągu roku elektrownia emituje do atmosfery ok. 15 kg/kW pyłu oraz zatrzymuje ok. 900 kg/kW popiołu (odniesienie do mocy znamionowej).

Z zanieczyszczeń gazowych emitowanych z kotłów energetycznych najgroźniejsze są tlenki azotu i dwutlenki siarki. W wysokich temperaturach płomienia komory paleniskowej kotła, azot z powietrza i paliwa podlega utlenianiu na NO i N0₂. Tlenki te, nawet w niewielkich stężeniach w powietrzu, silnie oddziaływują szkodliwie na organizmy żywe i materiały. Ograniczenie emisji tlenków azotu z elektrowni jest możliwe zarówno poprzez zmianę warunków spalania węgla, jak i poprzez oczyszczanie spalin. W pierwszym przypadku za najskuteczniejszą uważa się metodę wielostopniowego lub fluidalnego spalania, a następnie recyrkulację spalin i zastosowanie specjalnych konstrukcji palników. Oczyszczanie spalin z tlenków azotu ze skutecznością dochodzącą do 90% jest możliwe przy użyciu kosztownych metod katalitycznych.

Z siarki doprowadzanej w paliwie w procesie spalania powstają niewielkie ilości S0₃, a głównie S0₂. Masa dwutlenku siarki jest dwukrotnie większa od masy siarki dostarczanej do kotła. Na przykład w elektrowni 1000 W, przy zasiarczeniu węgla 2%, strumień masy powstałego dwutlenku siarki wynosi 7,4 kg/s, co odpowiada ok. 16000 t SOj/s. Niewielkie ilości twardych związków siarki (piryty) mogą być usunięte w procesie przemiału węgla, zaś przy spalaniu węgla z zawartością związków wapnia i magnezu, część siarki może być przemieniana w siarczyny. Stężenie tlenków siarki w powietrzu jest najostrzej kontrolowane i limitowane (tabl. 2.10). Ten rodzaj zanieczyszczeń stanowi zwykle najważniejszy czynnik ograniczający lokalizację i moc elektrowni.

Zmniejszenie wpływu elektrowni na zanieczyszczenie atmosfery tlenkami siarki można rozpatrywać w dwóch grupach. Pierwsza dotyczy przedsięwzięć eksploatacyjnych ograniczających emisję siarki w okresach szczególnie niekorzystnych warunków atmosferycznych. Polegają one np. na spalaniu paliwa o mniejszej zawartości siarki, dawkowaniu do spalin związków wiążących siarkę amoniak, a w skrajnych przypadkach — zmniejszeniu mocy elektrowni.

Do tej grupy należy również zaliczyć przedsięwzięcia projektowe, przede wszystkim podwyższenie wysokości kominów i zwiększenie koncentracji wydmuchu spalin (mierzone liczbą megawatów przypadających na jeden komin). Całkowita wysokość wyniesienia spalin ponad poziom terenu (rys. 2.20) zależy od wysokości komina h_k oraz od termicznego wyniesienia spalin h_s, które można oszacować z zależności

h_s = C(2.48) «»•

gdzie: C — stała, wynosząca ok. 573 m²/MW; Q_sp — moc cieplna spalin przypadająca na komin, MW; v„ — średnia prędkość wiatru na wysokości h, m/s.

Wyniesienie termiczne spalin odgrywa istotną rolę i dlatego też obecnie w elektrowniach powszechnie buduje się kominy wieloprzewodowe, o wysokości do 300 m. Dalsze

Rys. 2.20. Rozprzestrzenianie się spalin emitowanych z komina elektrowni

Rys. 2.21. Rozkład stężenia S0₂ wzdłuż osi smugi spalin przy różnych prędkościach wiatru

zwiększenie wysokości komina jest bardzo kosztowne i powoduje niewielkie zmniejszenie maksymalnego stężenia S0₂. Na rysunku 2.21 przedstawiono przykład rozkładu stężenia S0₂ w warstwie przyziemnej powietrza wokół elektrowni o mocy 1600 MW.

Radykalne rozwiązanie problemu emisji tlenków siarki stanowi drugą grupę możliwości zmniejszenia szkodliwego wpływu elektrowni. Daje to albo zmiana technologii wykorzystania węgla (zgazowanie, spalanie fluidalne), albo zastosowanie odsiarczania spalin. Odsiarczanie spalin z kotłów energetycznych jest kłopotliwe i kosztowne, głównie ze względu na duże ilości spalin o stosunkowo małym stężeniu S0₂. W świecie jest znanych wicie (ok. 100) metod odsiarczania spalin; w wielu elektrowniach zagranicznych i w kilku krajowych instalacje takie już pracują. W Polsce — oprócz interwencyjnej metody amoniakalnej i mało skutecznej (20%) suchej metody wapiennej — opracowano mokrą metodę wapienną odsiarczania spalin (MOWAP), w której absorpcja S0₂ (85%) ze spalin

j__. . Schemat ideowy instalacji odsiarczania spalin metodą MOWAP

_. ^ek,r°mtr, 2 — wentylator spalin, 3 — chłodnica spalin, 4 — kolumna absorpcyjna, 5 — podgrzewacz spalin,

JO__^ zbiornik cyrkulacyjny, 8 — dolot mączki wapiennej, 9 - zbiornik do przygotowywania zawiesiny,

ocstojntk, 11- filtr próżniowy, 12 — zbiornik wody, 13 — odprowadzenie zagęszczonych odpadów