Воздействие теплоэнергетики на окружающую среду

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

Основные компоненты загрязнений:

Состав выбросов ТЭС 

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

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

Читайте далее: Воздействие черной металлургии на окружающую среду