Развитие энергетики России Тепловые станции Экологический аспект Электрофильтры Регенеративные методы Математическое моделирование экологических систем Аварийные ситуации на АЭС

Введение в экологию энергетики

Для всех рассмотренных технологических схем очистки дымовых газов от NОX характерны общие проблемы.

Смешение аммиака с потоком очищаемого газа оказывает значительное влияние на эффективность процесса очистки. Обращает на себя внимание использование распределенного ввода аммиака. В этом случае слой катализатора разделяют на несколько частей, а аммиак вводят перед каждым слоем. Для увеличения степени очистки в целом предлагается или обеспечить степень превращения на каждой из частей слоя до 67%, или большую часть NН3 дозировать перед последней частью слоя катализатора.

В случае изменения расходов газа и (или) содержания в них оксидов азота наличие нескольких частей слоя катализатора и ввод NН3 перед каждым из них позволяет осуществлять управление процессом за счет перераспределения потока газа путем байпаса.

Обеспечение однородного смешения незначительных количеств аммиака с большими объемами отходящих газов требует применения специальных технологических приемов. Для этого используют, например, часть основного потока, которую смешивают сначала с аммиаком, а затем уже ее смешивают с основным потоком. Для этих же целей служит установка в газоходе после ввода аммиака специальных перегородок, увеличивающих турбулизацию потока. Ввод аммиака при наличии перепада давления между частями слоя катализатора также улучшает перемешивание восстановителя и очищаемых газов.

Используемый для восстановления оксидов азота аммиак хорошо адсорбируется на ряде катализаторов. Это используется для организации процесса СКВ, например путем адсорбции аммиака на холодном участке слоя катализатора, после нагрева которого аммиак десорбируется и используется для восстановления. Катализатор СКВ может играть роль одновременно и адсорбента для NОX. В этом случае, для того чтобы катализатор не проводил окисление аммиака, его регенерацию (восстановление поглощенных оксидов азота) не проводят до конца, а ограничиваются величиной 60...70%. К сожалению, NH3 только адсорбируется на катализаторе, но и хорошо поглощается золой, содержащейся в очищаемых дымовых газах. Для того чтобы устранить это, золу подвергают термообработке, а выделившийся аммиак вновь подают на восстановление. Для удаления остаточного аммиака (после восстановления NОX) используют установку дополнительных слоев катализатора, на котором проводят его окисление преимущественно до азота.

Основным направлением повышения экономичности СКВ является снижение энергозатрат и разработка способов регенерации катализатора при снижении его активности.

Для повышения экономичности процессов СКВ на ТЭС в настоящее время применяются вращающиеся теплообменники (рис.6,в). Отходящие дымовые горячие газы с температурой 350...400 °С смешивают с аммиаком и подают далее на вращающийся пластинчатый реактор-теплообменник, после прохождения которого очищенные от NOX газы могут поступать дальше для удаления пыли и диоксида серы. Свежий воздух для процесса горения поступает в это время в другую половину реактора-теплообменника, где нагревается и подается в печь. Теплообменник вращается таким образом, чтобы обеспечить почти постоянную температуру по всему объему.

Существующие катализаторы позволяют проводить процессы восстановления при низких температурах (150...180 °С) в том случае, если будут обеспечены условия, исключающие накопление аммонийных солей (например, нитрата аммония). Этого можно добиться за счет непрерывного или периодического ввода в реактор веществ, способствующих разложению названных солей (спирты, альдегиды, кетоны, сложные и простые эфиры, а также предельные углеводороды). Разложить накопившиеся аммонийные соли и восстановить активность катализатора удается за счет периодического удаления его из зоны реакции и регенерации в отдельном аппарате, или за счет разделения слоя катализатора на несколько частей и определенном расходе NН3 перед каждым слоем.

При восстановлении нитрозных газов, не содержащих кислород, возникает необходимость во вводе дополнительных реагентов, позволяющих поддерживать катализатор в окисленном состоянии, и, следовательно, вести процесс при относительно низких температурах. В качестве таких окислителей используют, например, кислород, перекись водорода. Ввод последней позволяет одновременно ускорить доокисление избыточного аммиака и устранить его появление на выходе из реактора.

Катализатор, работающий на смесях с высоким содержанием золы и оксидов серы, должен обеспечивать высокую степень очистки от NОX и одновременно в наименьшей степени окислять SО2 в SО3, так как может иметь место кислотная коррозия воздухоподогревателя. Кроме того, при Т < 300 °С в коммуникациях отлагаются сульфаты аммония. Опыт эксплуатации установок денитрации газов ТЭС в Японии показал, что для обеспечения интервала между чистками коммуникаций газового тракта в 6000 ч остаточная концентрация NН3 должна быть менее 5 ррт.

- проблема приватизации предприятий военной промышленности также ставится совершенно иначе, чем в России. Если в России приватизация выражала идею всеобщей приватизации и поиска “эффективных собственников”, то на Западе она отражает в первую очередь идею экономии государственных средств и потом уже идею повышения эффективности. Полученный опыт показал, что государства, приватизировавшие свои военные предриятия, хотя достигли первой цели, переложив свои издержки на частный капитал, однако повышения эффективности и качества военной продукции достигли не полностью.

Первое, о чем свидетельствует зарубежный опыт — сохранение эффективной военной промышленности осознается там объективной необходимостью. Поэтому для России важно прекратить всякие новации, которые приводят к развалу ее ВПК, особенно такие, как конверсия новых российских технологий.

Расходы на физическое уничтожение вооружений могут быть также снижены за счет использования сотрудничества с США и другими заинтересованными странами в разработке и применении соответствующих технологий. Например, США взяли на себя обязательство оказать прямое финансовое содействие России в безопасной ликвидации ядерных вооружений, в том числе с учетом экологической безопасности.

Так, конгресс США принял закон Нанна-Лугара об уменьшении ядерной опасности, согласно которому на решение проблем России ежегодно из средств военного бюджета могло бы предоставляться 400 млн. долл. на финансирование соответствующих программ и проектов.

Важной является и проблема утилизации расщепляющихся оружейных ядерных материалов. Операции по демонтажу и хранению ядерных боеголовок и утилизации ядерного горючего требуют значительных финансовых затрат. По оценкам американского физика-ядерщика Т.Тейлора, стоимость демонтажа, меньшего, чем у России, количества американского ядерного оружия обойдется США в 1,5—2 млрд. долл. Подсчитано также, что стоимость хранения 1 г плутония обходится в 2 долл. в год. Следовательно, только на хранение нескольких десятков тонн ежегодно потребуются десятки миллионов долларов. Учитывая сложное финансовое положение России, конгресс США выделил значительные средства для оказания помощи в ликвидации СНВ. На эти средства будут поставлены специальные вагоны и контейнеры для транспортировки боеприпасов, аппаратура для их диагностики. Англия и Франция также окажут помощь в поставке контейнеров, а ФРГ передаст аппаратуру для контроля за радиационной обстановкой.


На главную