Основні типи викидів при трансформації палива
Основні викиди шкідливих речовин, що супроводжують трансформацію палива при перетворенні його у кінцеву енергію, такі:
- СО2 - головний газ, котрий викликає парниковий ефект. Паливо з високим вмістом водню, наприклад природний газ, створює менше СО2 на одиницю корисної енергії, ніж паливо з високим вмістом вуглецю, наприклад вугілля.
- SO2 – виникає при згорянні сірки, яка міститься у паливі. Наступні реакції двоокису сірки з водою у атмосфері викликають появу кислотних з’єднань, котрі є головною причиною кислотних дощів. Тверді палива зв’язують деяку частину сірки у золі, але в загальному підвищений вміст сірки у твердих паливах призводить до її підвищеного викиду при згорянні таких палив.
- NOx викликає утворення азотнокислих сполук над поверхнею землі, що дуже шкідливо для дихальної системи людини. Основні джерела NOx - це високотемпературні реакції N2 + O2, продукти яких залежать від максимальної температури, часу перебування палива у топці та присутні у паливі сполук NOx. Кількість перших сполук можна зменшити шляхом спеціальних умов горіння, а другі лише спеціальною обробкою палива перед спалюванням.
- СО – чадний газ – це токсичний газ, який виникає при неповному згорянні. Великі викиди СО не тільки шкідливі, а й призводять до втрати енергії. Концентрація СО головним чином залежить від самого процесу горіння.
- Тверді викиди утворюються в процесі горіння нафти, вугілля та інших твердих палив. Низькоякісне вугілля та неефективні умови згоряння можуть призвести до утворення аерозолів, які шкідливо впливають на дихальну систему людини. Необхідно видаляти золу, яка утворюється у процесі спалювання вугілля. Очевидно, що зі спалюванням вугілля та нафти зв’язані викиди мілких частинок важких металів та вуглеводнів, які є канцерогенами.
|
|
|
- Топковий мазут (ТМ) марки HFO та вугілля містять сірку та інші шкідливі домішки, див. табл. 2.
Таблиця 2. Інформація про шкідливі викиди різних видів палива
| Паливо | СО2 | SO2 | NOx | CO |
| грам/кВт∙год теплов. виходу | грам/кг палива | |||
| Вугілля | 262 | 3.31 | 6.1 | 5.2 |
| ТМ | 213 | 3.37 | 7.5 | 0.5 |
| Газойль | 199 | 0.17 | 2.6 | 0.2 |
| Природний газ | 144 | - | 2.6 | 0.1 |
Викиди енергетичних підприємств
Характеристики викидів для різних комбінацій технологій перетворення палива змінюються у широкому діапазоні внаслідок описаних вище факторів. Порівняння різних можливих варіантів процесу трансформації палива представлено у таблиці 3. Бачимо, що стосовно виду палива найчистішими є газоспалюючі пристрої, а щодо виду технологічного процесу найчистішими є котли.
Зверніть увагу:
|
|
|
Викиди, показані для ТЕЦ, віднесені до кВт∙год електричної енергії. Для розрахунку питомих загальних викидів, які дає ТЕЦ, необхідно розрахувати теплову продуктивність ТЕЦ, тоді, визначивши величину грам/кВт∙год для повного виходу (теплового + електричного), ми можемо знайти питомі викиди.
ККД електропостачання
Електроенергія може бути отримана лише після переробки первинного палива. Існує велика кількість різних типів обладнання для трансформації палива, чи первинної енергії у електроенергію як на національному, так і на місцевому рівнях. Розглянемо найпоширеніші з них:
Електричні станції. Більшість видів палива використовуються для генерування електроенергії переважно за допомогою парових циклів. Затрати на її генерацію та негативний вплив на довкілля при генерації електроенергії дуже сильно залежать від виду палива та вибраної технології перетворення, наприклад, використання гідроресурсів чи спалювання вугілля.
Таблиця 3. Викиди енергетичних систем
| Система | Паливо | СО2 | SO2 | NOx | Т: М | ||
| Котел | грам/кВт-год вихід тепла | грам/кВт-год вихід тепла | грам/кВт-год вихід тепла | ||||
| ККД 80% | Вугілля (2% S) | 410 | 5.12 | 0.78 | |||
| ТМ (2.5% S) | 333 | 5.27 | 0.79 | ||||
| Газойль (0.3% S) | 313 | 0.59 | 0.26 | ||||
| Газ | 226 | - | 0.22 | ||||
| ТЕЦ | грам/кВт-год електричний вихід | грам/кВт-год електричний вихід | грам/кВт-год електричний вихід | ||||
| Газова турбіна
| Прир. газ | 610 | - | 1.10 | 1.6 | ||
| газойль | 800 | 1.40 | 1.60 | ||||
| ГТОЦ | Прир. газ | 510 | - | 0.90 | 1.1 | ||
| Парова турбіна | Прир. газ | 1.510 | - | 1.50 | 5.5 | ||
| Вугілля (2% S) | 2.700 | 34.30 | 5.20 | ||||
| ТМ (2.5% S) | 2.220 | 35.20 | 5.30 | ||||
| Дизельний двигун | Прир.газ (+масло для запалюв.) | 500…600 | 0.10 | 5…10 | 1.4 | ||
| ТМ (2.5% S) | 700…800 | 10.80 | 8…15 | ||||
| Крб.двигун (комб. згоряння) | Природний газ | 500 | - | 3 | 1.6 | ||
| Центральна електро-станція | грам/кВт-год електричний вихід | грам/кВт-год електричний вихід | грам/кВт-год електричний вихід | ||||
| Парова турбіна | Вугілля | 990 | 15.0 | 3.60 | |||
| Вугілля, низьк. NOx, | 990 | 1.10 | 2.10 | 0 | |||
| ГТОЦ | Прир. газ | 450 | - | 0.40 | 0 | ||
| Середнє | Вугілля | 990 | 15.00 | 2.70 | 0 | ||
| Разом | 684 | 9.00 | 1.70 |
У табл. 4. показано типові ККД для різних типів електричних станцій.
В Україні існує тенденція до зростання частки електроенергії, що вироблена на атомних станціях, але на сьогодні більша частина електроенергії поки що виробляється з вугілля та нафтопродуктів.
|
|
|
Таблиця 4. ККД електропостачання
| Пристрої для спалювання палива | ККД, % |
| Традиційні з прямим згорянням вугілля/нафти | 30 |
| Традиційні з прямим згорянням вугілля/нафти – удосконалена техніка | 44 |
| Газова турбіна з об’єднаним циклом (ГТОЦ) | 55 |
| ГТОЦ, краща техніка майбутнього | 60 |
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!