Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива

• Автор: Шайхутдинова, Анастасия Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Топливноэнергетический комплекс как источник загрязнения окружающей среды

1.1 Проблемы функционирования теплоэлектростанций.

1.2 Образование загрязняющих веществ в процессе горения топлива

1.3 Влияние золоотвалов на экологическую обстановку прилегающих территорий.

1.4 Рассеивание примесей в смежных средах.

1.5 Выводы по первой главе

2 Оценка воздействия приоритетного стационарного источника выбросов на территорию на примере Кумертауской ТЭЦ.
2.1 Оценка приоритетного точечного источника загрязнения исследуемой территории города Кумертау.

2.2 Характерно гика климатических условий исследуемой

территории
2.3 Характеристика предприятия Кумертауская ТЭЦ как источника загрязнения окружающей среды.
2.4 Характерис тика золоотвала Кумертауской ТЭЦ как источника загрязнения окружающей среды.
2.5 Выводы по второй главе.
3 Оценка влияния выбросов и отходов предприятия Кумертауская ТЭЦ на качество окружающей природной среды.
3.1 Методический подход к оценке качества смежных сред
3.2 Характеристика объектов исследования и применяемые методики
3.3 Оценка экологического благополучия территории по качеству атмосферных осадков
3.4 Оценка исследуемой территории по состоянию почвенного
покрова.
3.4.1 Оценка степени загрязнения почвенного покрова.
3.4.2 Интегральная оценка качества почвенного покрова.
3.5 Оценка экологического благополучия но состоянию растительного покрова
3.5.1 Морфологический анализ растений
3.5.2 Исследование растений на содержание тяжелых металлов.
3.6 Оценка экологического благополучия по качеству поверхностных водных объектов 1 1
3.7 Оценка территорий по сравнительной характеристике
исследуемых территорий.
3.8 Выводы по третьей главе
4 Управление экологической опасностью Кумертауской ТЭЦ.
4.1 Теоретические основы математического моделирования.
4.2 Математическое моделирование процессов горения топлива на Кумертауской ТЭЦ.
4.3 Совершенствование системы пылеочистки на Кумертауской ТЭЦ.
4.4 Выводы по четвертой главе
Заключение.
Список использованных источников


Для решения этой проблемы необходимо создать прогрессивные технологии добычи, обогащения и транспортирования топлива, разработать технологии его сжигания, организовать комплексное использование золошлаковых отходов, обеспечить предельное снижение теплового воздействия электростанций на водоемы, практически полностью исключить сброс неочищенных стоков , , , , 2, 5, 3, 5. Основу горения составляют реакции окисления горючих веществ топлива, в результате которых исходные вещества горючее и окислитель преобразуются в новые с иными физическими и химическими свойствами, называемые продуктами сгорания. Для протекания химической реакции горючего вещества топлива с окислителем необходимо создать физический контакт между молекулами взаимодействующих веществ, при котором становятся возможными химические реакции. Это осуществляется в процессе образования и воспламенения горючей смеси , , , 4, 5. Таким образом, горение является сложным физикохимическим процессом, включающим в себя ряд последовательно и параллельно протекающих физических и химических стадий. Различают горение без потерь теплоты топлива полное и с потерями теплоты неполное. При полном горении все горючие вещества топлива принимают участие в окислительных процессах, при этом образуются только оксиды ССЬ, 2, Н. Реальное горение, как правило, является неполным. Различают механическую и химическую неполноту горения. В первом случае некоторое количество топлива в процессе горения не участвует. Химические потери возникают в случае химически неполного окисления углеродсодержащих соединений с образованием оксида углерода II, а также в случае, когда часть горючих газообразных веществ, полученных при испарении и термическом разложении жидкого и твердого топлива СО, Н2, СН4 и др. В качестве окислителя при горении преимущественно используется кислород атмосферного воздуха, что объясняется его доступностью и простотой использования , , , , 4, 7. На территории Российской Федерации самым распространенным видом топлива по количеству запасов является уголь, что позволяет использовать его для получения тепла и электроэнергии на теплостанциях 1, ,, , , 4, 5. Процесс горения твердого топлива включает ряд последовательных и параллельных преобразований подогрев, испарение влаги, выделение летучих веществ и кокса. Горение летучих гомогенный процесс, протекающий в объеме топочной камеры, а углерода кокса гетерогенный, протекающий на поверхности частицы кокса. Основной горючей составляющей твердого топлива является углерод коксового остатка, продолжительность горения которого составляет около полного времени пребывания частицы в топке. При факельном сжигании твердого топлива время пребывания в топке не превышает 23 секунд, а на выход летучих веществ влияет размер частиц, поэтому необходимо применять пыль тонкого помола с размером частиц от до 0 0 мкм. Следовательно, горение углерода является определяющей стадией процесса горения твердого топлива , , 4, 8, 2, 4. Углерод кокса имеет аморфную структуру, состоящую из хаотически расположенных кристаллов. Его поверхность неоднородна и шероховата, изрезана порами и трещинами, процесс окисления протекает на внешней и внутренней поверхностях. Поверхностный слой частицы углерода обладает способностью адсорбировать газо и парообразные вещества. Адсорбция может происходить под действием сил физического притяжения физическая . С СЬ ССЬ 9,1 кДжмол ь 1. С у2 СО 3,3 кДжмоль 1. СО О 2С 5,8 кДжмоль, 1. С С 2СО 2,5 кДжмоль 1. Образование окислов азота в топке происходит главным образом в результате окисления азота воздуха при высоких температурах, а также при разложении и окислении азотсодержащих соединений, входящих в состав топлива , ,, 7, 8, 1. Я.Б. Ы2 О 0 6,3 кДж 1. 0 06,2 кДж 1. Ы ОН Ш Н 1. Ы2 2Ы0 0,1 кДж 1. Ы ОН ЫО Н 1. Кроме реакции окисления азота атомами кислорода существует возможность образования монооксида азота через гидроксильные радикалы ОН Ы2 0 11 1. 11 0 ОН 1. Ведущей здесь является реакция между молекулярным азотом и атомарным кислородом. Образование 0 по Зельдовичу зависит от температуры в зоне горения, времени пребывания в зоне горения, избытка воздуха в факеле , , , , , 3.