1.6. Зола твердого топлива

Основная часть минеральной составляющей топлива переходит в процессе сжигания в летучую

золу, уносимую дымовыми газами. Зольность отечественных углей колеблется в широких пределах (10—55%). Соответственно изменяется и запыленность дымовых газов, достигая для высокозольных углей 60-—70 г/м .

Химический состав золы твердого топлива достаточно разнооб­разен. Обычно зола состоит из оксидов кремния, алюминия, титана, калия, натрия, железа, кальция и магния. Кальций в золе может при­сутствовать в виде свободного оксида, а также в составе силикатов, сульфатов и других соединений. В зависимости от содержания ок­сида кальция в золе твердого топлива меняется ее токсичность

Физико-химические свойства золы (плотность, дисперсионный состав, химический состав, электрическое сопротивление, слипае-мость, абразивность) определяют эффективность работы газоочист­ных устройств. Так, например, при повышенном содержании окси­дов кальция в золе становится невозможной работа мокрых золоуло­вителей из-за цементации золы. А для инерционных золоуловителей существенное значение имеет свойство слипаемости золы

Масштаб загрязнения окружающей среды выбросами золы твердо­го топлива значителен. Так, для электростанции мощностью 2400 МВт при средней зольности топлива А^р — 17—20 % массовый выброс лету­чей золы через дымовые трубы составляет около 700 г/с (2,5 т/ч). В отличие от газовых компонентов, которые в процессе диффузии рас­пространяются как на нижние, так и на верхние слои атмосферы, вследствие чего их концентрация в приземном слое значительно сни­жается, золовые частицы в основном оседают на землю

Твердые частицы, превышающие размер 2—5 мкм, отделяются в верхних дыхательных путях и, следовательно, не слишком опасны. Однако иногда эти частицы могут оказывать большее разрушающее действие, чем мелкие. При попадании в глаза крупные частицы мо­гут вызвать сильное раздражение, и даже ожог. Частицы меньшего размера поступают внутрь дыхательного тракта, накапливаются в лимфатических узлах и могут привести к отложениям пыли в лег­ких. Кроме общего отрицательного эффекта загрязнения приземного воздуха и поверхности земли твердыми частицами, вредными для дыхательных путей, в золе топлив содержатся в малых дозах приме­си металлов, обладающих высокой токсичностью, например мышья­ка, свинца, ртути и др

1.7. Мазутная зола (в пересчете на ванадий)

При сжигании мазута образуется мазутная зола, которая пред­ставляет собой сложную смесь. В состав мазутной золы входят ок­сиды ванадия (VO, VO,, V₂O₅), а также оксиды металлов (SiO₂, MgO, A1₂O₃, Fe₀O₃). Биологическое воздействие золы на окружаю­щую среду рассматривается как воздействие единого целого. В каче­стве контролирующего показателя принята наиболее токсичная фор­ма оксида

ванадия — пентаоксид ванадия (V₂O₅), по содержанию которого в золе установлен санитарно-гигиенический норматив пре­дельно допустимой концентрации (ПДК).

Зольность мазута не превышает 0,3 %. При полном его сгорании со­держание твердых частиц в дымовых газах составляет около 0,1г\м однако это значение резко возрастает в период очистки поверхностей нагрева котлов от наружных отложений.

Пентаоксид ванадия V₂O₅ — красно-желтый порошок, яд с разно­образным действием на организм. Это вещество вызывает раздраже­ние дыхательных путей у человека и животных, изменения в крово­обращении, расстройство нервной системы, нарушение обмена ве­ществ, а также аллергическое поражение кожи

Диапазоны концентраций вредных веществ в дымовых газах при сжигании различных типов топлив приведены в табл. 1.6.

Согласно опытным данным [14], процесс образования перечис­ленных вредных веществ в основном происходит в зоне активного горения, на расстоянии нескольких калибров от среза горелок. В редких случаях возможно затягивание процесса горения в гори­зонтальный и отчасти даже опускной газоходы, где происходит до­жигание продуктов неполного сгорания, таких как ПАУ и СО. В конвективном газоходе также происходит ряд процессов, оказы­вающих влияние на состав продуктов сгорания в уходящих из котла газах. Их можно условно разделить на две группы. Первая группа —это конверсия отдельных продуктов из котла.сгорания в другие за счет окис­лительных и каталитических реакций:

СО + О₂~*СО₂;

NO + O₂~*NO₂;

SO₂ + O₂-*SQ₃;

С_тН„-+Щ~+СО.

Вторая группа — это осаждение на поверхностях нагрева и реа­гирование с металлом труб. Все процессы в сильной степени зависят от химического состава минеральной части топлива. В основном в образовании отложений на поверхностях нагрева участвуют твер­дые частицы, ПАУ, SO₃ и пятиокись ванадия V₂O₅. Следует отме­тить, что при проведении периодических очисток конвективных по­верхностей во время работы котлов (дробеочистка, газоимпульсная очистка) происходит резкое увеличение содержания данных веществ в уходящих газах.

Окончательно процесс образования и конверсии вредных веществ практически завершается на выходе