Воздействие теплоэнергетики на окружающую среду

Теплоэнергетика - один из основных факторов загрязнения атмосферы (порядка 30% от общего объема загрязнений).

Основные компоненты загрязнений:

 

Содержание некоторых загрязняющих веществ (оксидов азота) в продуктах сгорания

Топливо	Оборудование	Содержание NOx, мг/м3	Выбросы на 1 т топлива, кг
уголь	большие промышленные печи малые промышленные печи	200-1500 15-50	1,5 - 2,6 0,01 - 0,5
нефть	большие промышленные печи	250-500	7-14
природный газ	промышленные печи	25-200	0,1 - 6
пропан	бытовые печи	80-100	0,5 - 1

 Стоимость ущерба от загрязнения (высокие и низкие источники)

Источник	Стоимость ущерба, $/тонну
	SO2	твердые частицы	NOx
Высокие промышленные трубы	265	180	180
Низкие бытовые трубы	650	2160	460

При использовании твердого топлива (каменный, бурый уголь; торф; горючие сланцы) образуется большое количество золошлаков. Их количество находится в прямой зависимости от величины зольной части исходного топлива.

Состав золошлаков:

1. Зола - порошковый пылевидный материал, улавливаемый из дымовых газов. Размер фракций, в основном, в интервале 0,01 - 0,1 мм. В зависимости от способа улавливания - зола сухая или мокрая (оксиды железа, известь, силикаты, алюмосиликаты, недожег (до 10%), стеклянные микросферы (до 70%).  2. Шлак - кусковой сыпучий материал с крупностью частиц до 40 мм, удаляемый в жидком или твердом состоянии через подтопок теплоагрегатов (полностью оплавлен). 3. Золошлаковая смесь (золошлаки) - смесь, образующаяся при совместном удалении золы и шлака гидротранспортом. Усредненное соотношение золы и шлака 4:1.

Ориентировочный химический состав золошлаков, %

50-60% - SiO₂ 25-33% - Al₂O₃ 0,5-1,5% - CaO 3-5% - Fe₂O₃ 1-5% - потери при прокаливании (вода, недожиг..)

Плотность золошклаков - 2 - 2,5 г/см³ Удельная поверхность - 1500-1600 см²/г

Компоненты золы:

1. Глинистое вещество (муллит 3Al₂O₃*SiO₂, силиманит Al₂O₃*SiO₂) 2. Стеклофаза 3. Кварц (SiO₂) 4. Магнетит (Fe₃O₄) 5. Гематит (Fe₂O₃) 6. Силикаты, сульфаты, карбонаты кальция, магния. 7. CaO 8. Частицы несгоревшего топлива (недожег) 9. Ge, Mo, Ga, Sc (в некоторых месторождениях угля)

Среднее содержание металлов в золе от сжигания углей

Металл	г/тонна
скандий	60
германий	500
молибден	50-200
галлий	100
кобальт	300
никель	700

Шлаки: близки к мтеаллургическим (доменным шлакам): силикаты, ферриты, алюминаты, алюмосиликаты (CaO*Al₂O₃*SiO₂).

Утилизация шлаков.

Существует около 400 технологий, используется всего 20. Технологии позволяют использовать материал в дальнейшей производстве: 1. Использование шлаков в строительной индустрии (добавки к цементу, бетону) 2. Извлечение редких металлов 3. Шлакоблоки, дорожные покрытия (шлаки используются вместо гравия) 4. Используются как сырье для получения алюминия 5. Используются для производства тротуарной плитки