Диоксид серы, его свойства, поведение в атмосферном воздухе и природе
Содержание
Введение
. Вредное воздействие выбросов
. Диоксид серы, его свойства, поведение в атмосферном воздухе и природе
. Технологии сероочистки дымовых газов
Сухие технологии
Мокро - сухие технологии
Мокрые технологии
4. Расчет известкового метода очистки дымовых газов
Заключение
Список используемой литературы
известковая очистка дым диоксид серы
Введение
Одним из основных источников экологически негативного воздействия на окружающую природную среду являются предприятия ТЭК (топливно-энергетического комплекса). Из отраслей ТЭК наибольшее воздействие оказывает энергетика. Тепловые электростанции - основной источник загрязнения природы в энергетике.
Рабочая масса органического топлива состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, влаги и золы. В результате полного сгорания топлива образуется углекислый газ, водяные пары, оксиды серы, азота и зола.
При неполном сгорании топлива в топках может также образовываться оксид углерода СО, углеводороды CH4, C2H4 и другие, а также канцерогенные вещества.
Выбрасываемые в атмосферу из дымовых труб электростанций токсичные вещества оказывают вредное воздействие на весь комплекс живой природы, называемой биосферой. Биосфера включает в себя прилегающий к поверхности Земли слой атмосферы, верхний слой почвы и верхние слои водных поверхностей. Для того чтобы защитить окружающую среду от загрязнений необходимо очищать дымовые газы. Данная работа посвящена рассмотрению способов очистки дымовых газов известковым способом.
|
|
|
Вредное воздействие выбросов
В атмосферу попадают выбросы не только ТЭС, но и других промышленных предприятий, а также моторизированного транспорта и прочих источников загрязнения, связанных с деятельностью человека.
К числу загрязнителей чистого воздуха следует отнести все вещества, изменяющие его естественный состав. Естественный состав чистого воздуха приведен ниже в таблице 1.1
Таблица 1.1
| Компонент | Объемная концентрация, %, в расчете на сухой воздух |
| Кислород О2 | 20,93 |
| Азот N2 | 78,10 |
| Аргон Ar | 0,9325 |
| Диоксид углерода СО2 | 0,03 - 0,04 |
| Водород Н2 | 0,01 |
| Неон Ne | 0,0018 |
| Гелий Не | 0,0005 |
| Криптон Kr | 0,0001 |
| Ксенон Xe | 0,000009 |
Токсичные вещества, содержащиеся в дымовых газах, воздействуют на растения, животный мир и людей, а также на строительные конструкции, здания и сооружения.
Наиболее чувствительны к воздействию SO2 растения. Токсическое воздействие SO2 связано с повреждением поверхности листьев или хвои из-за разрушения содержащегося в них хлорофилла. Одно из наиболее отрицательных воздействий атмосферных загрязнений на людей связано с образованием так называемых токсических туманов, возникающих при резком возрастании концентрации атмосферных загрязнений и неблагоприятных метеорологических условиях. Действие токсических веществ, загрязняющих атмосферу может вызвать хронические заболевания. Среди этих заболеваний существенное значение преобретают атеросклероз и связанные с ним коронарные и дегенеративные заболевания сердца, хронический бронхит, эмфизема, бронхиальная астма и другие.
|
|
|
В качестве загрязнителей в окружающую среду поступают также различные оксиды азота. Будучи токсичными дл человека, они обладают резко выраженным раздражающим действием, особенно на слизистую оболочку глаза. Оксиды азота плохо растворимы в жидких средах, в связи с чем они способны глубоко проникать в легкие, вызывая повреждения альвеолярного эпителия и бронхов.
Оксиды азота, поглощая естественную радиацию как в ультрафиолетовой, так и в видимой части спектра, снижают прозрачность атмосферы и способствуют образованию фотохимического тумана - смога.
Количество пыли, поступающего ежегодно в атмосферу в результате естественных процессов, составляет около 1000 млн. т., в результате антропогенных процессов 100-200 млн.т.
|
|
|
Вредные примеси в выбросах ТЭС - пыль, оксиды серы и азота, воздействую на биосферу района расположения электростанции, подвергаются различным превращениям и взаимодействиям, а также осаждаются, вымываются атмосферными осадками, поступают в почву и водоемы.
За последнее столетие выявлено заметное возрастание содержания СO2 в атмосфере, что не оказывает влияние на людей и животный мир, но при дальнейшем росте может оказать воздействие на климат планеты.
В свободной атмосфере практически не наблюдается накопления пыли, оксидов азота и серы в ощутимых размерах. Самые точные приборы позволяют обнаружить концентрации серы в воздухе в отдалении от источников выброса в сотни раз меньше допустимых концентраций. Это объясняется также тем, что время нахождения в атмосфере большинства загрязняющих компонентов не превышает несколько суток.
Диоксид серы, его свойства, поведение в атмосферном воздухе и природе
Тепловые электрические станции являются источником выброса соединений серы в атмосферу. Диоксид серы SO2 представляет собой бесцветный газ с резким удушающим запахом, растворяется в воде.
|
|
|
Диоксид серы SO2, содержащийся в дымовых газах, практически не влияет на процесс производства энергии. Триоксид серы SO3, обусловливает сернокислотную точку росы. По ней выбирают температуру уходящих газов котлов, и она является одним из основных факторов эффективной работы газоочистки.
Практическое отсутствие воздействия SO2 собственно на процесс производства энергии «компенсируется» активным воздействием этого вещества на окружающую среду. Во-первых, повышение концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе приводит к раздражению слизистых оболочек (глаз, органов дыхания) живых существ, включая человека, вплоть до возникновения хронических респираторных заболеваний. Во-вторых, диоксид серы в атмосфере под действием озона, образующегося из кислорода воздуха в результате солнечной радиации, окисляется до триоксида серы SO3:
SO2 + O3 SO3 + O2.
Последний мгновенно соединяется с водяным паром воздуха и образует пары серной кислоты.
Озон окисляет также оксиды азота до высших окислов с конечным образованием паров азотной кислоты HNO3. Пары обеих кислот имеют плотность в 3 - 4 раза больше плотности воздуха, что обеспечивает их интенсивное гравитационное осаждение. Атмосферные осадки ускоряют поступление этих кислот в почву. Процесс вымывания из атмосферы кислых компонентов, в том числе и дымовых газов, называют кислотными или кислыми дождями. В результате пресноводные водоемы и реки быстро закисляются, что приводит к гибели части водной флоры и фауны или замене их другими, более стойкими формами, но не обеспечивающими необходимую регенерацию воды. К этому следует добавить, смесь серной и азотной кислот по своей способности растворять тяжелые металлы приближается к «царской водке». В результате смесь серной и азотной кислот постоянно растворяет тяжелые металлы и с грунтовыми водами вносит их в пресную воду и отравляет таким образом живые организмы, включая человека.
Поведение диоксида серы в воздухе характеризуется следующим. Расчеты показывают, что примерно 90% SO2 выпадает из дымовых газов на почву в радиусе примерно 15 - 35 высот дымовых труб. Этим объясняется принятое в большинстве промышленно развитых стран законодательство по диоксиду серы: обеспечивать не только технически достижимое содержание SO2 в выбрасываемых в воздух газах, но и степень его улавливания (около 60% для котлов малой мощности и 90% для котлов большой мощности). И только 10% SO2 переносятся в другие регионы под действием атмосферных потоков.
Если учесть, что скорости осаждения SO2 и субмикронных частиц летучей золы (наиболее обогащенных тяжелыми металлами) практически одинаковы, то закисление пресных водоемов и подземных вод и загрязнение их тяжелыми металлами происходят одновременно. Поэтому предотвратить этот процесс можно лишь уменьшением выбросов SO2 до значений, не снижающих регенеративных возможностей природы.
Таким образом, действие диоксида серы проявляется двояко: он интенсивно загрязняет район размещения тепловой электростанции и стимулирует через кислотные дожди интенсивное поступление тяжелых металлов в пресные водоемы и почвы, а значит и в сельскохозяйственные продукты.
Если среднегодовая концентрация SO2 в атмосферном воздухе составляет 0,08 - 0,10 мг/м3, то ухудшается видимость, возникает дискомфорт, появляются симптомы ухудшения дыхания; если концентрация SO2 в течении суток составляет 0,25 - 0,5 мг/м3, то ухудшается состояние пациентов с легочными заболеваниями, повышается обращаемость людей в больницу, их смертность.
Лиственные растения, ежегодно сбрасывающие листву, менее подвержены действию SO2. Хвойные растения наоборот сильнее подвержены влиянию токсических примесей. При концентрации сернистого газа в воздухе от 0,23 до 0,32 мг/м3 происходит нарушение фотосинтеза и дыхания хвои, что вызывает усыхание, например сосны за 2 - 3 года. При содержании сернистого газа в воздухе от 0,08 до 0,23 мг/м3 происходит уменьшении интенсивности фотосинтеза без уменьшения интенсивности дыхания хвои, что приводит к медленному усыханию деревьев. Изменения в ассимиляции лиственных деревьев начинают ощущаться при концентрации SO2 более 0,5 - 1 мг/м3.
В атмосферном воздухе диоксид серы «живет» до 3 суток и весь выпадает на растительность, здания, почву и природные водоемы.
С учетом всех последствий попадания диоксида серы в окружающую среду современной считают такую ТЭС, которая имеет необходимые газоочистные сооружения, обеспечивающие производство экологически чистой энергии.
Наличие в дымовых газах диоксида серы обусловлено постоянным присутствием в твердом и жидком топливе (и в природном газе некоторых месторождений) различных соединений серы - сульфидов и органических соединений. При окислительном сжигании топлива сера окисляется до диоксида:
S + O2 SO2.
Восстановительное сжигание для получения генераторного газа производит сероводород H2S, который затем сгорает, образуя тот же диоксид:
2H2S + 3O2 2SO2 + 2Н2О.
Месторождения высокосернистых углей в России находятся в европейской части страны и на Урале. Угли Сибири и Дальнего Востока обычно имеют малое содержание серы. Отечественные энергетические мазуты содержат 2 - 3,5% серы. Попытка организовать в 90-х годах производство малосернистых мазутов в качестве резервного топлива с содержанием серы около 0,5% для сезонного сжигания оказалась неудачной из-за отсутствия финансирования.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 66; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!