15. Захист навколишнього середовища від шкідливих викидів при роботі котлоагрегатів

15.1. Вміст шкідливих домішок в продуктах згоряння

У продуктах згорання органічного палива в котельних і промислових установках містяться тверді частинки золи і незгорілого палива, оксиди сірки (SО₂, SО₃), азоту (NO_х) і ванадію (V₂O₅). При неповному згоранні палива в димових газах містяться оксиди вуглеводів (СО) і вуглеводні типу СН₄, С₂Н₄ і бенз(а) пірен С₂₀Н₁₂. Багато з газоподібних речовин руйнуються в атмосфері протягом годин і доби. Аерозольні тверді частинки [сажа, пятиоксид ванадію, бенз (а) пірен можуть накопичуватись на поверхні землі і беруть участь в приземній циркуляції атмосфери.

Забруднення шкідливими домішками атмосфери, землі і води погіршує санітарно-гігієнічний стан міст, селищ, полів, лісів, водоймищ, надаючи шкідливу дію на організм людини і рослинність, погіршує якість продукції підприємств, збільшує знос механізмів і руйнує будівельні конструкції будівель і споруд. По ступеню дії на людину шкідливі речовини розділяються на класи. До надзвичайно небезпечних відносяться V₂O₅ і бенз (а) пірен. Перше з'єднання утворюється в невеликій кількості при спалюванні мазуту. Бенз (а) пірен може з'являтися при спалюванні будь-якого палива при недостачі кисню, а також виділятися при розкладанні сажі. Високонебезпечними є NО₂ і SО₃. Оксиди азоту NO_х утворюються в зоні високих температур факела при 1600°С. Вихід NО₃ складає приблизно 10%. SО₃ утворюється на кінцевому етапі горіння палива з SО₂ при надлишку кисню і за рахунок каталізу на відкладеннях в пароперегрівачі. Його вихід складає 2—5 % SО_2. У зоні низькотемпературних поверхонь нагріву SО₃ перетворюється в пари H₂SО₄ і витрачається в процесі низькотемпературної корозії. Ступінь небезпеки дії шкідливої речовини на живий організм визначається відношенням його концентрації до гранично допустимої (ГДК), мг/м^3, у повітрі на рівні дихання людини: k_i = c_i /ГДК. Значення k_i повинно бути меншим 1. При одночасному вмісті в повітрі декількох шкідливих речовин ступінь небезпеки оцінюють шляхом складання токсичних крайностей за формулою

,

(15.1)

Для викиду твердих частинок

,

(15.2)

де індекси «зл» і «с» — золові елементи і елементи сажі. Гранично допустимі концентрації деяких речовин приведені в табл. 15.1.

Таблиця 15.1.

Гранично допустимі концентрації деяких шкідливих речовин в повітрі, мг/м³

Речовина	Формула	В населених пунктах
		максимально разова	середньодобова
Двооксид азоту	NO2	0,085	0,085
Оксид азоту	NO	0,25	0,25
Сірчаний ангідрид	SO3	0,30	0,10
Сірчистий ангідрид	SO2	0,50	0,050
Оксид водню	CO	3,0	1,00
Бензопірен	C20H12	-	1·10-6
Пятиоксид ванадію	V2O5	-	0,002
Сажа	-	0,15	0,05
Пил (золові частинки)	-	0,50	0,15
Сірководень	H5S	0,008	0,008

Одним з актуальних сучасних завдань є забезпечення чистоти повітряного басейну. Для цього необхідне очищення продуктів згорання палива, що видаляються з котлів після їх охолоджування в атмосферу, від шкідливих речовин. В Україні встановлене обов'язкове очищення продуктів згорання від твердих частинок золи і незгорівшого палива і проводиться інтенсивна робота по дослідженню цілеспрямованих способів очищення газів від оксидів сірки і азоту.