Ядерная энергетика Нормы радиационной безопасности Экология тепловой энергетики Фильтры очистки Информационная безопасность Информационные системы

Энергетика

Методы и технологии очистки дымовых газов от оксидов серы

1. Общие сведения

 При сжигании серосодержащего топлива образуется два оксида серы: сернистый ангидрид (SO2) и серный ангидрид (SO3). Оксиды серы, а также образующиеся при соединении в атмосфере с водяным паром кислоты (Н2SO3 и H2SO4) оказывают вредное воздействие на здоровье людей, являются причиной гибели хвойных лесов, плодовых деревьев, снижения урожайности сельскохозяйственных культур, закисления водоемов. Кроме того, оксиды серы являются причиной коррозии стальных конструкций и разрушения различных строительных материалов.

 В атмосфере выброшенный из дымовой трубы сернистый ангидрид под действием солнечного света окисляется в серный ангидрид, а затем переходит в серную кислоту. Время существования оксидов серы и продуктов их трансформации в атмосфере составляет (по данным различных исследований) от нескольких часов до нескольких суток и за это время воздушными потоками они могут быть перенесены на огромные расстояния (до 1000 км). В этом заключается явление дальнего и сверхдальнего переноса оксидов серы. По этой причине в некоторых странах Европы сложилась парадоксальная ситуация, когда, например, Норвегия, Швеция, Швейцария и некоторые другие страны получают в результате переноса больше оксидов серы, чем выбрасывают сами.

 С целью сокращения огромного экономического ущерба, наносимого выбросами оксидов серы, в 1983 г. была подписана конвекция ЕЭК ООН по сокращению трансграничного переноса оксидов серы на территории Европы. В соответствии с этой Конвекцией страны участницы (в том числе СНГ) обязались сократить выбросы сернистых соединений в атмосферу к 1993 г. на 30% (по сравнению с 1980 г.). Россия свои обязательства выполнила.

 На отечественных ТЭС нет промышленных сероулавливающих установок. Снижение выбросов окислов серы происходит за счет замещения сжигаемых на электростанциях серосодержащих топлив (в основном мазута) природным газом. Однако это не может окончательно решить проблему сокращения оксидов серы, учитывая положение с добычей газа и его расходом на нужды других отраслей промышленности. Необходимо учитывать также и то, что обеспечить круглогодичную подачу газа на ТЭС, как правило, не удается. По этой причине, например, ряд московских ТЭЦ в осенне-зимний период (от 5 до 25% годового рабочего времени) вынуждены работать на мазуте или твердом топливе. Поэтому проблема снижения оксидов серы стоит очень остро.

 Мировой опыт показывает, что ни одна из технологий сероулавливания не может быть успешно внедрена без опытной проверки в условиях реальной ТЭС. Поэтому длительное отставание с сооружением в нашей стране опытно-промышленных сероулавливающих установок усложняет и без того тяжелое положение с сероулавливанием в энергетике.

 На сегодня можно говорить лишь о нескольких опытно-промышленных установках (ОПУ). В стадии освоения находится установка на Дорогобужской ТЭЦ производительностью 1 млн. м3/ч газа по аммиачно-циклическому методу и опытно-экспериментальная установка Губкинской ТЭЦ, производительностью 106 тыс. м3/ч газа по мокрому известняковому способу. Введена и испытана ОПУ на Молдавской ГРЭС, использующая аммиачно-озонный метод одновременной очистки газов от окислов азота и серы производительностью 10 тыс. м3/ч газа, на Северодонецкой ТЭЦ испытывалась установка по магнезитово-циклическому методу.

 По иному обстоит дело в развитых капиталистических странах. На зарубежных электростанциях (в Германии, Японии, США, Австрии, скандинавских странах и др.) с начала 70-х годов успешно эксплуатируются и сооружаются новые установки по улавливанию окислов серы из дымовых газов. Национальные прграммы по оснащению ТЭС сероочистными установками на ближайшие 10 лет оцениваются в несколько сотен млн. $, в ряде случаев до 2…3 млрд. $.

 Несмотря на то, что оснащение сероочистными установками повышает стоимость ТЭС на 25…30% и на 5…15% повышает стоимость тарифов на электроэнергию в США, Японии, Германии, Австрии и др. странах эти установки обязательны для всех новых угольных блоков. Подлежат оснащению сероочистными установками и большинство действующих энергоблоков. Всего в мире оснащено сероочистными установками оборудование установленной мощностью более 135 ГВт.

 В Германии к 1995 г. завершена программа десульфуризации выбросов от действия ТЭС. Эти мероприятия обошлись только по капиталовложениям более чем в 13 млрд. DM. Программа охватила оснащение сероулавливающими установками практически все ТЭС общей мощностью около 50 ГВт. При этом стоимость одного кВт×ч электроэнергии для оснащенных сероулавливающими установками энергоблоков возрасла на 1,0…2,2 пф., что соответствует повышению общего уровня цен на электроэнергию по стране на 0,5 пф. на 1 кВт×ч.

Общие запасы бокситов (сырья для производства алюминия) составляют 50 млрд. т, из них достоверные и вероятные — около 20 млрд. т. Добыча бокситов достигает 80 млн. т, главным образом в Австралии, Гвинее, на Ямайке. Велики запасы других видов глиноземного сырья — нефелинов, сиенитов, алунитов.

Общие запасы медных руд определяются в 860 млн. т, из них достоверные и вероятные — 450 млн. т. Кроме того, имеются данные о 363 млн. т предполагаемых и 290 млн. т теоретически возможных ресурсов. Основная часть общих запасов медных руд находится в США, Чили, Заире, Замбии, а также в Канаде, Панаме, Перу. Ежегодно добывается около 8 млн. т этих руд. Таким образом, достоверных и вероятных запасов медных руд хватит примерно на 56 лет, если считать по объему добычи начала 80-х годов.

Ограничены запасы и других цветных металлов — свинца, олова, цинка. Так, общие запасы свинца составляют 200 млн. т, достоверные и вероятные 100 млн. т. Большая часть запасов находится в США, Австралии, Канаде. Добыча свинца ежегодно составляет около 2,5 млн. т. Это значит, что их достоверных и вероятных запасов хватит примерно на 40 лет. Особое внимание следует уделить ископаемым ресурсам России.

По объему разведанных запасов минерального сырья Россия занимает ведущее место в мире, имея развитую минерально-сырьевую базу. В РФ открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полезных ископаемых. В середине 90-х годов валовая потенциальная стоимость разведанных балансовых запасов основных видов полезных ископаемых России оценивалась в 29 трлн. долл., а прогнозный потенциал — в 140 трлн. долл.

Россия располагает самыми крупными в мире разведанными запасами природного газа, крупнейшими в мире запасами нефти, каменного угля, золота, алмазов, платины и других полезных ископаемых.

Из общего объема полезных ископаемых, добываемых в мире, в России извлекается: апатитов — 55%, природного газа — 28, алмазов — 26, никеля — 22, калийных солей — 16, железной руды — 14, цветных и редких металлов — 13, нефти и каменного угля — 12%.


На главную