2.4.Мероприятия по уменьшению количества вредных веществ, выбрасываемых котельными установками

Снизить выбросы вредных веществ котельными установками можно уменьшением содержания их в топливе; снижением количества вредных веществ, образующихся в процессе горения топлива; очисткой продуктов сгорания от вредных примесей перед выбросом в атмосферу.

В твёрдом топливе сера содержится в 3-х формах: в виде включений колчедана FeS₂, серы, входящей в состав молекул органической массы топлива, и сульфатной (в серно – кислых солях кальция и щелочных металлов). Если содержание колчеданной серы составляет значительную долю общего содержания серы и вкрапления колчедана достаточно крупны, колчеданную серу можно удалить путем обогащения. Так, даже при сухом обогащении из подмосковного бурого угля удалить до 30 % серы. Для удаления из угля колчеданной и органической серы может быть примерно также гидротермическое обессеривание углей. При таком способе измельченное топливо обрабатывают в автоклавах щелочными растворами, содержащими гидраты оксидов натрия и калия, после чего получается уголь с малым содержанием серы. Отделение угля от жидкости осуществляют центрифугорованием, после чего уголь сушат.

Уменьшение содержания токсичных веществ в топливе сопряжено с большими трудностями. Очистка твёрдых топлив практически не осуществима, а жидких и газообразных (очистка мазута от серы на нефтеперерабатывающих заводах, получение малосернистого газа) требует значительных капитальных затрат и увеличивает эксплуатационные расходы. В этой связи очистка топлив от токсичных примесей в настоящее время применяет редко и не может быть рекомендована для действующих теплоэнергетических предприятий. Для котельных установок рекомендуется производить чистку продуктов сгорания перед поступлением их в атмосферу и принимать меры по уменьшению количества токсичных веществ, образующихся в процессе горения топлива. Однако наиболее радикальным методом уменьшения выброса вредных веществ является переход на сжигание газообразного топлива практика показала, что перевод котельных установок средней мощности с твёрдого на газообразное топливо обеспечивает сжигание токсичности на (25 ÷ 30) %, малой мощности – в (4 ÷ 5) раз. Поэтому в котельных установках малой мощности следует применять только жидкие и газообразные топлива.

При сжигании твёрдых и жидких топлив для улавливания летучей золы, частичек несгоревшего топлива и сажи применяют золоуловители и фильтры, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Если происходит полное сгорание твёрдого или жидкого топлива, то практически вся сера сгорает и в продуктах сгорания находится в основном мало реакционный сернистый ангидрид. Очистку продуктов сгорания от серного и сернистого ангидридов осуществляют в мокрых скрубберах. Вода улавливает серный ангидрид хорошо, сернистый ангидрид – плохо. Поэтому для увеличения доли его улавливания применяют поглотители. При орошении потока продуктов сгорания известковым молоком можно добиться улавливания до 90 % сернистого ангидрида, причём стоимость очистки составляет всего около12 % стоимости топлива. Однако при применении известковых суспензий в газоочистной аппаратуру образуются карбонатные отложения, затрудняется работа распылителей и жидкостных трактов системы газоочистки. Для устранения этих недостатков применяют известково-щелочной метод улавливания сернистого ангидрида, при котором оксиды серы улавливают с помощью щелочного раствора, а известь используют для подщелачивания жидкости.

Снизить содержание оксида углерода в продуктах сгорания топлива можно обеспечением правильного топочного процесса. Так, при сжигании газа и мазута выброс СО не превышает 0,05 %, а при тщательном регулировании процесса горения не более 0,01 %. При работе котельных установок на мазуте необходимыми условиями полного сгорания являются применение жидких присадок, достаточный подогрев и тонкость распыления и обеспечение правильного топочного процесса. Переход на газообразное топливо улучшает полноту сжигания и уменьшает количество образующихся канцерогенных веществ. Установлено, что при сжигании газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха в топке 1,05 в продуктах сгорания бензопирена оказывается нее большим, чем в воздухе атмосферы. Вместе с тем при неправильном ведении процесса горения количество бензопирена может значительно увеличиться (до 50 раз при сжигании мазута и до 10 раз при сжигании природного газа). Таким образом, основным средством борьбы с загрязнением воздуха канцерогенными веществами является обеспечение максимальной полноты сгорания топлива.