Юрий Новиков - Экология, окружающая среда и человек

При проектировании и строительстве ТЭС необходимо планировать их оснащение высокоэффективными средствами очистки и утилизации отходов, сбросов и выбросов загрязняющих веществ, использование экологически безопасных видов топлива.

Защита воздушного бассейна. Защита атмосферы от основного источника загрязнений ТЭС — диоксида серы — происходит прежде всего путем его рассеивания в более высоких слоях воздушного бассейна. Для этого сооружаются дымовые трубы высотой 180, 250 и даже 420 м. Более радикальное средство сокращения выбросов диоксида серы — выделение серы из топлива до его сжигания на ТЭС.

Наиболее эффективный способ снижения выбросов сернистого газа — сооружение на ТЭС известняковых сероулавливающих установок и внедрение на обогатительных фабриках установок по извлечению из угля пиритной серы.

На энергетических объектах Москвы размещаются установки дожигания окислов азота и системы многоступенчатого сжигания топлива. На Северной ТЭЦ, например, внедрена первая в России установка по каталитическому разложению окислов азота с применением жидкого аммиака.

В Самарском аэрокосмическом университете разработан экологически чистый процесс безопасного сжигания природного газа в отопительных теплоэнергетических установках. Основную проблему здесь представляет выброс окислов азота. Их концентрация в дымовых газах достигает 200—300 мг/м 3. В результате в атмосфере городов фоновая концентрация окислов азота достигает 1,5—2 ПДК. Опытно-промышленная установка смонтирована на Безымянской ТЭЦ, одной из крупнейших в Самарской области.

В настоящее время устанавливается комбинированная система золоулавливания: труба Вентури — скруббер — электрофильтр. С ее помощью удастся достичь степени очистки дымовых газов от золы не менее чем на 99,7%.

Использование шлака и золы. Для сооружения крупных ТЭС необходима площадь в среднем около 2—3 км 2, не считая золоотва-лов и водохранилищ-охладителей. С учетом шлакоотвалов, карьеров, подъездных дорог и вспомогательных построек занимаемая электростанцией площадь возрастает до 3—4 км 2. На этой территории изменяется рельеф местности, нарушаются характеристики поверхностного стока, структура поверхностного слоя и в итоге экологическое равновесие.

Основным твердым топливом ТЭЦ и ГРЭС Центрального района России служат низкосортные угли Подмосковного бассейна. Отходы тепловых электростанций, работающих на бурых углях, характеризуются высоким содержанием ядовитых веществ I—3-го классов опасности. Значительная часть этих элементов остается при сжигании в золах, которые складируются, как правило, в оврагах и долинах рек.

Большинство золошлаковых отвалов ТЭС стали источниками загрязнения почв и подземных вод потому, что они проектировались в период отсутствия жестких требований по их гидроизоляции. В России ведется строительство предприятий по переработке складируемых золошлаковых отходов для производства стройматериалов с последующей рекультивацией земель.

На ряде ТЭЦ намечено создание комплексов по переработке уловленной золы. Так, создано малое предприятие по производству силикатного кирпича из золы Челябинской ТЭЦ-2.

Одно из новых направлений комплексного использования твердого топлива — получение промышленно ценных сплавов и сырья для строительной индустрии из шлаковых расплавов. Например, ферросикпикоалюминия на поде топки котла. Первый опыт по внедрению такой разработки получен на Старобешевской ГРЭС, на электростанциях КАТЭКа намечено изготовление из золы гранул, которые в дальнейшем можно использовать в промышленном строительстве.

На крупнейшей в Кузбассе Томусинской ГРЭС принята в эксплуатацию опытно-промышленная установка по частичной переработке золы и шлаков. Отходы тепловой станции пошли не в отвалы, как раньше, а в качестве заполнителя бетона. В промышленной стройиндустрии они пользуются повышенным спросом. Комплекс, производящий более 100 тыс. т искусственного песка в год, укомплектован в основном серийно выпускаемым оборудованием. Обслуживают его в смену всего четыре человека — начальник смены, оператор, крановщик и дежурный слесарь насосного хозяйства. Технология настолько эффективна, что решено закладывать ее в типовой проект электростанций. Предусмотрена шла-копереработка и в комплексе мощной Петровской ТЭЦ.

Золошлаковая смесь используется в качестве заполнителя сборных железобетонных конструкций, что экономит на каждом кубометре заводской продукции до 60 кг цемента, а также для массового производства блоков из ячеистого бетона и многого другого. С помощью золы и шлаков в Кузбассе можно полностью удовлетворить потребности в шлакоблоках и за счет этого вывести из эксплуатации половину старых нерентабельных кирпичных заводов.

Но, как всегда, распространение ценного опыта явно затянулось, зато по-прежнему расширяются зольно-шлаковые отвалы. На восьми тепловых станциях Кузбасса их скопилось, по приблизительной оценке, до сотни миллионов кубометров. И они возрастают на

2 млн м 3в год, отбирая у земледельцев столь нужные территории.

В РХТУ имени Д. И. Менделеева разработали рецептуру нового, белитового цемента, который быстро затвердевает и стоит недорого. Ученые подобрали такой исходный состав компонентов, что для его обжига требуется температура не 1500°, как обычно, а 1000— 1200°С. Это заметная экономия энергии, а значит, и снижение стоимости цемента. Еще одна статья экономии — использование солевых отходов в рецептуре. При сжигании, например, угля образуется зола. Легкую летучую золу улавливают фильтром, потом ее промывают водным раствором извести, получается сульфат кальция — тот самый солевой отход, который можно использовать в качестве добавки к цементу. Источником солевых отходов могут быть и шлаки, которые в избытке остаются при выплавке чугуна. Годится такой цемент для изготовления бетонов низкой марки для промышленного строительства в любом климате, однако белито-вый цемент особенно стоек к морской воде, поэтому его можно успешно применять в строительстве гидротехнических сооружений, работающих в условиях высокой влажности.

Защита водного бассейна. Уменьшение отрицательного влияния сбросного тепла на водные бассейны может быть достигнуто разными путями: организацией водохранилищ-охладителей вне водостоков, использованием малопродуктивных озер, реконструкцией мелких или засоленных озер и т. д. Целесообразны такие схемы использования водохранилищ, которые позволят применять холодную воду придонных слоев, создавать в водохранилищах-ох-ладителях новое экологическое равновесие в условиях более высоких температур, с целью разведения теплолюбивых рыб дополнительно охлаждать воду перед ее сбросом в водоем и т. д. В среднем на 1 кВт установленной мощности ТЭС необходимо 5—8 м 2поверхности водохранилища.