ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ШӘКӘРІМ атындағы
СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
3 денгейлі СМЖ құжаты
ПОӘК
ПОӘК 042-05.01.20.9103-2008
ПОӘК
Инженерлік экология пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар
№ 1 басылым
30 қыркүйек 2009 ж.
Инженерліл экология
ПӘНІНІҢ ОҚУ - ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
050717 – Жылуэнергетика мамандығы үшін
ОҚУ ӘДІСТЕМЕЛІК материалДАР
Семей
2010
Мазмұны
1ГЛОССАРИЙ 3
2 Дәрістер 4263 ПРАКТИКАЛЫҚ сабақтар
1 ГЛОССАРИЙ
Экология (греч. oikos – дом , logos - ғылым) – ол тірі организмдердің өмір сүру шарттарын, өздері өмір сүретін қоршаған ортамен және өзара әрекеттесуін зеттейтін ғылым. Термин 1886 жылы Эрнст Геккелмен ұсынылды.
Антропогендік экология – бұл адам мен биосфераның әрекеттесуінің жалы заңдарын, адамға табиғи ортаның әсерін зерттейтін ғылым.
Инженернлік экология – қолданбалы пән, өнеркәсіптік өндірістің өсуі шартында қоршаған ортаны қорғауға бағытталған, инженерлік-техникалық шаралардың ғылыми негізделген жүйесін құрайды.
Биосфера (греч. bios – өмір, spharia - шар) – Жер қабықшасы, ол атмосфераның, гидросфераның төменгі бөлігін және литосфераның жоғарғы бөлігін қамтып әртүрлі организмдердің өмір сүруіне мүмкіндік береді.
Ноосфера – ақыл сферасы, адамзаттың пайда болуы мен дамуымен байланысты биосфераның жоғарғы даму сатысы, онда ақыл әрекеті жақандық дамудың негізгі анықтауыш факторы болады.
Экологическая система (экожүйе) – әр түрлі организмдердің бірге өмір сүруінің жиынтығы және олардың өмір сүруі шарттары заңды түрде бір-бірімен байланыста болады.
Экологиялық фактор – тірі оргаизмге айтарлықтай әсер ететін орта элементі немесе ортаның барлық шарттарында тірі организм бейімделетін реакциялармен жауап беруі.
Зиянды АӨФ – олардың әсері жұмыс істеушілердің жұмыс істеу қабылеттілігін төмендетеді немесе анықталған жағдайларда ауыруға шалдықтыруы мүмкін (мысалы, шу, діріл, электромагниттік өріс).
Қауіпті АӨФ - олардың әсерінен жұмыс істеушілер белгілі жағдайларда жарақат алуы мүмкін немесе десаулығы лезде нашарлайды (мысалы, электр тогы, анықталған концентрациядағы газ тәріздес хлор).
Аса қауіпті АӨФ - белгілі жағдайларда өнеркәсіптік апатқа әкеледі (ионды сәулелену, өрт, жарылыс, көп мөлшердегі газ тәріздес хлордың лақтырылуы).
3 Дәрістер
Дәріс 1
(1 сағат)
Тақырып. Кіріспе.
Дәріс сабақтың мазмұны
1. Инженерлік экология туралы жалпы мағлұмат
2. ҚР-да экономиканың энергоэффективтілігін және қоршаған ортаны қорғау
3. Қалдықтардың қоршаған ортаға әсері
Инженерлік экология – бұл дамып отырған өнеркәсіп өндірісінің жағдайларында қоршаған ортаның сапасын сақтауға бағытталған инженерлік – технологиялық шаралардың дәлелденген ғылыми жүйесін құрайтын қолданбалы тәртіп.
Энергия тиімділік – аз шығынды парникті газдардың бөлінуін төмендету тәсілі, бұл сонымен қатар өнімділікті, бәсекелестікті, энергетикалық қауіпсіздікті және өмір сүру деңгейін арттыруға мүмкіндік береді.
ҚР-сы әлеуметтік-экономикалық даму үстінде жатыр. ЖІӨ-ң (жалпы ішкі өнімнің ВВП) жылдық өсуі 8 пайызды құрайды. ЖІӨ-ң негізгі өсуі мұнайгазды және пайдалы қазба салалары есебінде қамтамасыз етіледі. Ауыл шарушылығы және өндірістің шикізатты емес салаларын дамыту мен экономиканы диверсификациялау бойынша мемлекеттік бағдарламалар қабылданған. Мемлекет президенті дүниежүзінің 50 бәсекелестікке қабілетті мемлекеттер қатарына кіруді мақсат қойған. Және де еліміздің экономикасы энергияны тұтынудың жоғарылығымен сипатталады. ЖІӨ-ң бірлігіне шаққандағы энергияны меншікті тұтыну көрсеткіші 2 тнэ1000USD, бұл дегеніміз ОСЭР елдерінің көрсеткіштерінен бірнеше көп.
Энергоресурстарды жоғары мөлшерде тұтыну нәтижесінде қоршаған орта ластанады. ЖІӨ-ң бірлігіне парникті газдың меншікті бөлінуі (6,11 кг СО2$) бойынша әлемде Қазақстан үшінші орын алады.
ҚР-да экономиканың энергоэффективтілігін және қоршаған ортаны қорғау үшін көптеген жұмыстар атқарылуы қажет. Отынды тұтынуды азайту үшін және қоршаған орта ластамау үшін энергияның қалпына келетін қайнар көздерін пайдалану қажет.
Қазасқcтанның энергетикалық секторы
Энергетикалық сектор Қазақстан экономикасының секторларының ішіндегі айтарлықтай дамыған секторға жатады.ҚР-сы жалпы әлемдік отын қорының 4% құрайтын,шамамен 28 млрд. тн құрайтын отын қорына ие.
2003 жылы біріншілікті энергетикалық ресурстардың жалпы өндірілуі Қазақстанда шамамен 105 млн.тнг құрады,оның ішінде 50 млн.тнг экспортты құраса,энергоресурстардың ішімізде тұтынылуында көмір үлесі 67%,мұнай-шамамен 21%,газ-12% құрады. Қазақстандағы отынның негізгі тұтынушысы-электрэнергия мен жылу өндірісі.Осы секторлардың жылдық отын тұтынуы 25 млн.тнг құрайды.Электростанциялардың отындық балансы структурасындағы көмір үлесі 75% құрайды,газ-25%,мазут -2%.
Қазақстанда 2005 жылы электрэнергия өндірісі 67,5млрд кВтсағ шамасыда болады.
Қазбалы отын әлемдік энергетиканың негізін құрайды. Халықаралық энергетикалық агенствоның (ХЭА) мәліметтеріне сүйенсек 2003 жылы электрэнергияның әлемдік өндірілуі 16691тВсағ құрады.Органикалық отынды пайдаланумен өндірілген электрэнергияның үлесі-66,4% құрайды, ірі гидростанциялардың үлесі-15,9%,атом энергетикасы-15,8%,энергияның қалпына келетін қайнар көздерінің үлесі-1,9%. XXI ғасыр басында энергетиканың дамуына мына фаторлар әсер етеді: энергия тұтынуының артуы,отын құнының өсуі,булы газ бөлінуі бойынша экологиялық шектеулер. Осы факторлар елдерді энергия және энергияның қалпына келетін қайнар көздерін пайдаланудың тиімділігін арттыру программаларын құрастыруға итермелейді. Бірқатар тәжірибелер көрсеткендей, қайта жаңаратын энергия көзінің дүниежүзілік энергетикалық баланстағы үлесі 2050ж деңгейінде 18% немесе атмосферадағы парниковый газдың құрамын тұрақтандыру үшін жоғары болу керек.
Қатты қалдықтар ағаштарды шабу және отынөндіретін өндірістер қоршаған ортаға көп зиянын тигізуі мүмкін,бірақ сонымен қатар бұл қалдықтар энергияны,тыңайтқыштарды,химиялық заттарды алу үшін шикізат болып табылады.
Бірақ та бұд энергетикалық биомассаларды пайдалану кезінде қоршаған ортағакөп зиянын тигізетінін ұмытпау қажет.Ағашты тура жағу қатты бөлшектерді,органикалық компоненттерді,көміртек қышқылын және т.б.газдарды бөліп шығарады.Кейбір осы ластаушылардың концентрациялары бойынша мұнайды жағу өнімдерінен де асып түседі.
Ағашпен салыстырғанда биогаз таза отын,зиян газдар мен бөлшектерді бөлмейді.Сонымен қатар биогазды өндіру және пайдалану кезінде қауіпсіздік шараларын күшейту қажет,өйткені метанның жарылу қаупі өте жоғары.Сондықтан оны сақтау,тасымалдау және пайдалану кезінде ағып кетудің алдын алу қажет.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Инженерлік экология дегеніміз не?
2. ҚР-да қоршаған ортаны қорғау үшін қандай шаралар қолдану қажет?
3. Қалдықтардың қоршаған ортаға әсері қандай?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Дәріс 2
(1 сағат)
Тақырып. Энергетика мен қоршаған орта әрекеттесуінің мәселесі
Дәріс сабақтың мазмұны
1. Атмосфераның энергетика өндірісінен ластануы.
2. Елімізде жүргізілетін қоршаған ортаны қорғау шаралары
3. АЭС жұмысы.
Энергетиканың дамуы бағалау бойынша жақын уақыт кезеңінде де сақталатын жоғары қарқынмен сипатталады. Әлемде электр энергиясын өндіру берілген сатыдағы дамуда 10 жыл көлемде екі еселенді. Бұл жанатын органикалық отынның көлемі де екі еселенуі керек деген сөз.
1-ЖЭС; 2-қара металургия; 3-түсті металургия; 4-мұнай химиясы; 5-көлік; 6-құрылыс материалдардың өндірісі.
1-сурет. Атмосфераның өнеркәсіп салаларымен ластану мөлшері.
Бірақ АЭС-та электр энергиясын өндіру мөлшері артып келе жатыр, бұл табиғи отындарды пайдалануды шектейді. Қазіргі кезде ядролық отын есебінен әлемдегі энергияның 10 -дайы өндіріледі.
Әлемде өндірілетін отынның 40 -дайын пайдаланатын ЖЭС-тер қоршаған ортаға үлкен әсер етеді. ЖЭС-тердің бұл әсері атмосфераға құрамында зиянды газдар және күлдің ұсақ қатты бөліктері бар жану өнімдерінің шығарылуы, шлактарды және ластанған қалдық суларды әкету, сондай-ақ атмосфералық түтінді газдар шығыны және турбина конденсацияларынан айналымдық суды су бессейндеріне шығарумен анықталады. Соңғы үрдісті жылулық ластану дейді.
Біздің еімізде қоршаған ортаны қорғаудың жан-жақты шаралары қабылдануда. КСРО Конституциясының 18 бабында былай деп көрсетілген: ұрпақтың осы шағы мен болашағы үшін КСРО-да жерді және оның қойнауын, су қорын және жануарлар әлемін тиімді пайдалану, ауа мен суды тазалықта сақтау, табиғат байлықтарын қалпына келтіру және адамды қоршаған ортаның сапасын жақсарту шаралары қабылданды.
Электр станциялары шығарылатын түрлі заттар біз биосфера деп атайтын бүкіл биосфера атмосфераның жерге жақын қабатын, топырақ қабатын және су бассейндерін қамтиды. Осылайша ЖЭС-тің газ тәрізді шығарындыларында зиянды заттарға азот оксидтері және күкірт оксидтері, сондай-ақ күлдің қатты бөлшегі, ванадий оксиді жатады. Одан басқа отын толық жанбағанда түтін газдарында СО, СН4 типті көмісутектер және С2Н4 бензопирен С20Н12 ыс болуы мүмкін.
Электр станцияларының қалдық суларында еріген бейорганикалық улы заттар (қышқыл, сілті) молекулалық ерігіш органикалық заттар (май қалдықтары, судың мазутпен әсерлесуінен кейінгі полиметлі көмірсутекті қосылыстар), калойдтық жүйелер, еріген газдар, ерімейтін нығыз қосылыстар т.с.с. ластанған қалдық сулардың көпшілігі өсімдіктерге және суда тіршілік ететін жануарлар үшін улы болады, ал басқалары ыдыраған кезде судағы оттегін белсенді сіңіреді де, биосфераға кері әсерін тигізеді. Сондықтан ЖЭС-тің барлық қалдық сулары табиғи су қоймаларға жіберілмес бұрын ластану деңгейін бақылаумен қатар мұқият тазалаудан өтеді. ЖЭС-терге қарағанда АЭС-тер күл және зиянды күкіртті газдар мен азот қышқылын шығармай жұмыс істейді.
АЭС жұмысы кезінде құбыр арқылы атмосфераға радиоактивті газдардың біраз бөлігі бар желдету ауасы шығарылады. Ол газдар: аргон, ксенон, крипон, олар ауаның реактор корпусына жақын жерде нейтронды сәулелену нәтижесінде пайда болады және реактор твэлдерінде уран ядроларының жарықшаларымен бірге пайда болады.
Кез келген твэлдердің бірінде бейгерметикалық пайда болу бөлінудің газды жарықшақтары АЭС-тің салқындатушы сулар айналымы ағынына түседі де, сыртқы арматура немесе сорғы арқылы ағып шыға алады.
АЭС-тің қалдық сулары жай және мұқият радиакциялық бақылауға ұшырайды, тазаланады және ұзақ уақыт бойы радиациялық қауіптілігін төмендетуі үшін арнайы бассейнгдерде сақталады.
Көмір пайдаланатын ЖЭС-тердің шығарындыларда да радиоактивті бөлшектер болады, себебі көмірде аз мөлшерде болса да уран мен торий қоспалары болуы мүмкін. Сондықтан АЭС қалдықтарының белсенділігі ЖЭС-қа қарағанда ерекшеленеді, басқа зиянды шығарындалар болмағанын ескере отырып, АЭС қоршаған ортаны аз ғана ластайды. АЭС орналасқан аймақтағы халық радиоактивті сәулеленуге ұшырамау үшін АЭС маңында санитарлық-қорғаныс аймағы қойылады. Оның шегінде радиациялық қауіпсіздікті бақылау жүргізіледі.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Атмосфераның өнеркәсіп салаларымен ластану мөлшері қандай?
2. Электр станцияларының қалдықтарында қандай зиянды заттарр бар?
3. АЭС – тің қоршаған ортаны қорғау мөлшері?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Дәріс 3
(2 сағат)
Тақырып. Қазақстан Республикасының экологиялық саясаттың құқықтық базасы
Дәріс сабақтың мазмұны
1. Қазақстаны Республикасының экологиялық құқығы.
2. Экологиялық құқықтың мазмұнына әсер ететін негізгі факторлар.
3. ҚР болашақ тенденциясы.
Экологиялық құқық Қазақстан Республикасында құқықтың ең негізгі бұтағы болып табылады. Бұл құқықтың заты ретінде табиғаттың және қоғамның өзара қарым қатынасты реттейтін құқық нормаларының жиынтығы. Осы күнде адамның және табиғаттың әрекеттесу ортасында қоғам қатынасының даму кезеңінде олардың құқықтық реттеудің методологиялық көзғарасы өзгереді. Негіз ретінде экология есепке алынады. Құқыққатынас объектісі ретінде объектілер және ресурстардың комплексі ретінде табиғат орнынды орын алады. Қоғамның назары бүкіл қоршаған ортаның сақтау сапасымен байланысты, сондықтан қандай да бөлек табиғат қоры болмасын құқық қатынас бұл мақсатқа бағыну керек. Қоғам және табиғат аймағындағы қарым қатынас өзіндік бір мінезге ие болады.
Қазақстаны Республикасының экологиялық құқығы – салыстырып айтқанда өте жас құқық. Ол тез дамып келе жатыр, барлық жақтарынан дамып, күрделеніп жатыр.
Қазіргі кездегі экологиялық құқықтың мазмұнына әсер ететін негізгі факторлар:
1) Экологиялық жағдай (ғаламдық, мемлекеттік және жергілікті)
2) Қоршаған ортаны қорғау туралы нормативті актілерге негізделген сапаға және нәтижеге бағытталған құқық беруші мүшенің құқық шығарушылық қызметі. Қоршаған ортаны қорғау тәсілдерін, сонымен қоса ұйымдастырушылық-билеушілік, тәрбиешілік – мәдениеттік және құқықтық әрекеттерінің жетілдіру керектігі.
Экономиканың жоғары энергосыйымдылығы отын-энергетикалық ресурстарын рационалды емес пайдалануға әкеліп соғады,экономикалық бәсекелестікті төмендетеді және қоршаған ортаны айтарлықтай ластауға әкеліп соғады. Қазақстан Республикасы индустриалды-инновациялық дамыту стратегиясында 2015 жылға дейін экономиканың энергосыйымдылығын екі есеге азайту мақсаты қойылған.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Қазақстаны Республикасының экологиялық құқығы неге негізделеді?
2. Қазіргі кездегі экологиялық құқықтың мазмұнына әсер ететін негізгі факторларды атаңыз.
3. Қ.Р. болашақ тенденциялары жайында не білесіз?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Дәріс 4
(2 сағат)
Тақырып. Экологиялық нормативінің негіздері
Дәріс сабақтың мазмұны
1. Экологияның ластануы
2. Ауаға шығарылатын зиянда заттар
3. Мүмкін концентрациялар
Қоршаған ортадағы зиянды қалдықтарды ешқандай шығынсыз жоятын құрылғылардың жабдықталуына арналған, энергия өндіретін және энергия тұтынатын технологиялардың кері әсері жойылады деп болжанып отыр. Энергия өндірісін жаңартуға және кеңейтуге қажетті инвестициялық ресурстардың біраз бөлігі шығарылуда. Осы энергоресурстарды шығару есебінде энергия шығаратын және энергия өңдейтін салалардың экспортты потенциалдары өседі.
Үлкен қалаларда машиналардың көбеюінен көміртек оксидінің және азот диоксидінің концентрация өсуі байқалынады. Ауа ластанға қалалардың саны өсті. Бұндай өзгерістерде Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымына (ДДСҰ) көшуге негізділген объективті мәселелер бар. Мысалы бензолдың концентрациясын бағалағанда ДДСҰ нормативтері мүмкін шектік концентрациясынан (МШК) төрт есе қатты болады.
Экожүйе әрқашан физикалық антропогендік факторлардың әсерінде болып тұрады (вибрация, шу, электромагнитті және радиоактивті сәулелену).
Жаңа технологиялардың ендіруінің шапшаңдығы, информация жүйесінің, телекоммуникацияның, электрмен қамтамасыз етудің градационды жүйелерінің кеңеюі ақырғы 10 жылда ионизацияланған электрмагнитті сәулеленуді 20...30 есе кеңейтті.
Атмосфераға шығарылатын көптеген күкіртті қосылыстарды төмендетудің негізгі әдістері аз күкіртті мазут алу мақсатындамұнай өңдеу зауытында мұнай отынын тазалау, сұйық және қатты отынды газ тәрізді отын алуға дейін терең өңдеу және күкіртті қосылыстардан тазалау, түтіндік газдарды бу қазандықтарынан шыққан соң күкірт оксидтерінен тазалау.
Мүмкін шектік концентрациясымен қоса уақытша мүмкін концентрациялар (УМК) бар, басқаша айтқанда бағдарлы қауіпсіз деңгей ықпалы (БҚДЫ) – Атмосфера ластаушы үшін өндірістік объектілерді жобалау үшін орнатылған уақытша гигиеналық норматив
Өздік бақылау сұрақтары
1. Экологиялық ластанудың негізгі факторы не болып табылады?
2. МШК дегеніміз не?
3. Экожүйе дегеніміз не?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Дәріс 5
(3 сағат)
Тақырып. Отынды рационалды пайдалану
Дәріс сабақтың мазмұны
1. Органикалық отын.
2. Отынның күкірттілігі
3. Түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазалау
4. Азот оксидерінің түзілуін бәсеңдету әдістері
Органикалық отын құрамында болатын және қоршаған ортаға көрнекі әсерін тигізетін улы компоненттердің бірі – күкірт. Күкірттіліктің неғұрлым көп бөлігі КСРО-ның Еуропалық бөлігінде байқалады. Татарстан және Башқұртстан мұнайларынан алынатын мазуттар жоғары күкірттілікке ие.
Сібір көмірлерінде күкірт аз мөлшерде болады. Екібастұз және Қарағанды көмір бассейндері көмірлері құрамында, сібір мұнайларына алынатын мазуттарда күкірт орташа мөлшерде болады. Күкіртсіз отынға көптеген кен орындарының табиғи газы жатады, оған Орынбор және Орта Азия кен орындары жатпайды.
Атмосфераға шығарылатын көптеген күкіртті қосылыстарды төмендетудің негізгі әдістері аз күкіртті мазут алу мақсатындамұнай өңдеу зауытында мұнай отынын тазалау, сұйық және қатты отынды газ тәрізді отын алуға дейін терең өңдеу және күкіртті қосылыстаардан тазалау, түтіндік газдарды бу қазандықтарынан шыққан соң күкірт оксидтерінен тазалау.
Мұнай өңдеу зауыттарында (МӨЗ) мұнай айдауда фракцияға күкірттің аз ғана бөлігі көшеді, күкіртті қосылыстардың төмендеткіш бөлігі жоғары қайнау фракцияларында және мазут құрамына кіретін қалдық өнімдерге жиналады.
Мұнай отындарынан күкіртті алуды МӨЗ-де гидротазалауды да пайдаланып жүзеге асыруға болады. Бұл үрдісте -нің күкіртті органикалық қосылыстарыменбайланысты жүреді және күкірт немесе оның қосылыстарын алу үшін ауланатын көмірсутек түзіледі. Үрдіс 300-400°С температурада, 10 МПа –ға дейінгі қысымда молибден, кобальт, никель оксидтері катализатор ретінде қатысумен болады.
Дистиляциялық фракцияларды гидротазалау қазіргікезде жеткілікті жақсы әзірленген және экономикалық жағынан тиімді. Бірақ ол үлкен қаржылық шығындармен байланысты.
Жанатын отынның күкірттілігін төмендетуді ЖЭС-те де жүзеге асыруға болады. Онда бу қазандығына түскенде тотықтырғыштарды пайдаланып және оларсыз жұмысқа салу керек.
Газификация үрдісі жоғары температура (900-1300°С) шарттарында -нің шектелген келуімен жүзеге асырылады. Реакция нәтижесінде жанғыш компонентерді метан және оның гомологы, көміртек оксиді және сутегі болатын газ түзіледі. Бұл жағдайда отын күкіртінен күкірт сутек түзіледі түзіледі, ол -мен салыстырғандабелсендірек болуы мүмкін жәнежанғыш газ бу қазандығына түскенше әкетіледі. Булы-ауалы үрлеу кезінде жану жылуы өте аз (4,5 МДжм³) газ алынады, булы-оттегілі үрлеуді пайдаланып оның жану жылуын 12 МДжм³-ке дейін арттыруға болады.
Отынды кешенд энерготехнологиялық пайдалануда, отыннан химиялық шикізат және таза энергетикалық отын алу мәселесі туындағанда мазуттың термиялық ыдырауы үшін қатты өнімнің (мұнай коксы) газификациясымен қатар жүретін жоғары температуралы пиролиз қолданылады. Мазут пиролизі тотықтырғыш қатысуынсыз 700-1000°С температураға қыздырғанда жүреді. Бұл кезде түзілетін жанғыш газ күкіртті қосылыстардан және қажетсіз қоспалардан тазарады да, таза энергетикалық отын ретінде пайдаланылады.
Конденсацияланатын сұйық шайыр өнімдері химиялық шикізат түрінде қолданылады
Күкіртті отындарды жағу үрдісінде түзілетін түтін газдары құрамында салыстырмалы аз концентрациялыкүкірт оксидтері болады. Төмен концентрациялы -ні әкету тазалау құрылғыларының қажеттілігімен, бұл жағдайда қойылған киловат бағасы 30-40%-дан асады, ал өндірілетін энергияның өзіндік құны 15-20%-дан артады.
1-скруббер; 2-сүзгі; 3-тұндырма; 4-аэратор; 5-шламдық сорап; 6-ауа үрлегіш; 7-тазаланатын газды енгізу; 8-күкірт оксидтерінен тазаланатын және салқындатылған газдың шығуы; 9-өзен суы; 10-әк сүті; 11-күкірт қышқылды марганецті енгізу; 12-шламды лақтыру; 13-тазартылған суды лақтыру.
2-сурет. Түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазалау сызбанұсқасы (әкету әдісі).
Күкірттен тазалау қондырғыларының қарапайым және неғұрлым арзан материалы әк немесе кальций карбанатын қолдану болып табылады. Тазаланатын газ скрубберде әк сүті қосылған сумен жуылады. Осы әдіспен тазалауда жүзеге асыруға жарамды өнімдерді алу қарастырылмайды.
Күкірт оксидтерінен тазартудың түрлі әдістеріжасалған, бұл әдістерде өнімдертауарлық күкірт қышқылын өндіруге, ал реагенттер қайтадан пайдаланылады. Мұндай әдістерге сульфитті, амиакты-циклдік, магнезитті әдістер жатады. Күкірт оксидтерінен тазарту әдісін таңдау техника-экономикалық есептеулер негізінде жүргізілуі керек. Күкірттен тазалаудың ұсынылған әдістерінің барлығында ЖЭС құрылысына кететін қаржылық шығындар және өндірілетін электр энергиясының құны артады.
А-азот оксиді концентрациясын төмендетуге берілу әдісінің және газ рецеркуляциясының дәрежесінің әсері; 1-газдың суық воронка арқылы берілуі; 2-бүйір шлицер ароқылы; 3-жандырғы астындағы шлицтер арқылы; 4-екіншілік ауа каналдары арқылы; 5-газдардың жандырғы арқылы бүлік аумен берілуі; 6-отынның екі сатылы жангу пешінің сызбанұсқасы; 1-жану камерасы; 2-барлық отын берілетн және ауаның жалпы көлемінің 85% беретін жандырғы; 3-ауа мөлшерінің 15% беретін шлицтер.
3-сурет. Азот оксидерінің түзілуін бәсеңдету әдістері.
Егер күкірт оксидтерінің түзілуі бастапқы орындағы күірт мөлшерімен аанықталса, азот оксидтері кез-келген отынды азоттың қышқылдануы есебінен пайда бола алады. Түтін газдарында азот оксидтерінің бірталай мөлшерінің түзілуі қатты бу қазандықтарының жану ядросында жоғары температура болғанда боады.
Азот оксидтерінің түзілуіне пештегі артық ауамен анықталатын отегі коцентрациясы үұлкен әсер етеді.
Азот оксидтерінің түзілуін бәсеңдету жану аймағында төмен температурада және аз артық ауа мөлшері кезінде сәйкес жану үрдісін ұйымдастыруда жүзеге асыруға болады.
Қазандық пештерінде азот оксидтерінің түзілуін бәсеңдетудің негізгі әдістері:
1. Пеште артық ауаны отынның толық жануыжағдайларына сәйкес минималды мөлшерге дейін төмендету.
2. Пешке түсетін ауаны қыздыру температурасын тиімді жану жағдайларының шегіне дейін төмендету.
3. Пештегі түтін газдарының рецеркуляциясы, бұл жағдайда жану аймағындағы оттегі концентрациясы мен температуралық деңгей төмендейді. Азот оксидінің неғұрлым төмендеуі жану құрылысына түтін газдарын тікелей енгізуде байқалады.
4. Екі сатылы жануды қолдану. Бұл кезде төменгі жандығғыға ауаның жеткіліксіз мөлшері отын беріледі, ал жоғарғы жандырғыға аз концентрациялы қоспа немесе отын толық жану үшін таза ауа жіберіледі, бұл жағдайда пештегі газдардың ең жоғарғы температурасы мен азот оксидінің концентрациясы төмендейді.
5. Жану камерасындағы жылулық кернеуді төмендету.
6. Екі түсті экранды пайдаланып пешті экрандау деңгейін арттыру.
7. Азот оксидтерінің шығуынтөмендететін арнайы жандырғы құрылғыларын орналастыру.
8. Сұйық шлакты әкету және циклонды пештерінің орнына төмен температуралық деңгейі бар кесектелген шлак әкеткіші бар пештерді қолдану.
9. Алау түзілуінің алғашқы сатысында су шашырату.
Шаралардың көпшілігі табиғи газбен және мазутты жағу арқылы жұмыс істейтін бу қазандықтарында жүзеге асырылуы мүмкін (1;-4,6). Мазутты қазандықтар үшін 9 позиция ерекше тиімді. Қатты отындарда азот оксидтерінің түзілуін бәсеңдету кезінде көрнекі әсер алынбайды, себебі олардың көпшілігі жалындаудың нашарлауы мен көмір шаңының жануына байланысты.
ЖЭС-те күкірт және азот оксидтерінен басқа да зиянды заттар түзілуі мүмкін. Жоғарыда кейбір жағымсыз жағдайларда иіс газы СО түзілуі мүмкін екені айтылды. Оттегі қосымша жетіспегенде пештің жеке бөліктерінде канцергенді қасиеттері бар жоғары молекулалы қосылыстар (бенз(а)пирен, С20 Н12) түзілуімен жоғары температуралы пиролиз өтеді. Тұрғылықты мекен-жайлардың атмосфералық ауасындағы оның ШРК-сы 0,1 мкг\100м3 Бенз(а)пирен түзілуін бәсеңдетудің негізгі әдісі – толық емес жану өнімдерін толық жағу.
Газды мазутты электр станцияларында отынның толық жануын оптикалық түтін өлшеуіштер арқылы үнемі бақылап отыру ұйымдастырылған.
Атмосферадағы зиянды заттардың сейілуі және түтін құбырлары.
Қазандық қондырғыларынан әкетілетін түтін газдары максималды тазартқанның өзінде құрамындағы улы заттардың біраз бөлігін сақтап қалады, О2 концентрациясында СО2 –нің жоғары концентрациясы болады. Түтін газдарындағы зиянды заттар концентрациясын төмендету үшін жердің беткі қабатында зиянды заттар атмосфералық ауман араласуы және тыныс алу деңгейінде олардың концентрациясы ШРК-дан аспауы үшін түтін құбырлары арқылы атмосфераның жоғары қабатына жіберіледі. Түтіндік құбырлардың минимал биіктігі КСРО-дағы жағымсыз метрологиялық жағдайлар мен желдің қауіпті жылдамдығы кезіндегі әдістемелерге сәйкес келесі формуламен анықталады:
; (22,7)
мұндағы, А – елдің белгілі бір ауданындағы атмосфера күйіне тәуелді коэффициент,оның мәні КСРО-ның еуропалық бөлігінде 120-дан, ал Орта Азияның субтропикалық зонасында 240-қа дейін ауытқиды. М – ЖЭС-тен атмосфераға шығарылатын зиянды заттың жиын мөлшері, г\с; Ғ – зиянды заттардың атмосфералық ауаға шөгуін есепке алатын коэффициент, газ тәрізді қоспаларда Ғ=1, ұстау дәрежесі кезінде әкетілетін күл 90%; Ғ=2,
90%-дан төмен, Ғ=2,5; m және n түтін газдарының құбырдан шығу жағдайларын ескеретін коэффициент; m – газдардың сағадан w2 is&e жылдамдығына тәуелді( w2 =10 m шамасы сәйкесінше 1; 0,9; 0,8-ге тең) ЖЭС құбырлары үшін n коэффициенті 1-ге тең. І – түтін құбырларының саны; V – ЖЭС – тің бүкіл құбырларының шығаратын жану өнімдерінің жиынтық көлемі, м3\с; газ құбырларының және атмосфералық ауа температураларының темпреатура айырымы, К.
Күлдің қатты бөлшектері және газдар (NO2 ; SO2) үшін есептеулер бөлек жүргізіледі және түтін құбырының биіктігі келтірілген есептеулер ішіндегі ең үлкеніне қарап таңдалады. Күкірт және азот оксидтері үшін біріккен әсер есептеледі. Бұл жағдайда зиянды заттардың есептік мәні
+ - ге тең болады. (22,8)
ШРК ретінде ШРК мәні (22,7) формулаға қойылады.
Егер ЖЭС жобаланған ауданда ластанудың басқа да көздері (өнеркәсіп орындары, басқа ЖЭС-тер, көлік) болса, фондық газдану есепке алынады және ШРК орнына ШРК – Сф айырымы қойылады, мұндағы, Сф – атмосфераның берілген затпен фондық газдану коэффициенті.
Түтін құбыры биік құрылыс, ол тасымалдаушы конструкция фундаментінде орналасатын газ әкетуші түтік немесе футеровкадан, түтіндік газдармен тікелей байланысатын қабықшадан тұрады. Түтін құбырлары қолданыста жоғары сенімділікпен ерекшеленуі керек, құрылысы индустриялық әдіспен жүргізілуі тиіс және материалы жеткілікті болуы, сонымен қатар, жөндеу және тексеру жұмыстары жүргізілетін мүмкіндік болуы керек. 22,4 суретте энергетикада қолданыс тапқан түтін құбырларының негізгі типтері келтірілген. 100 м –ден биік түтін құбырларының қабықшалары темірбетонды, конусты болып жасалады. Фундаментке жақындаған сайын қабырғаларының қалыңдығы артады. Газ әкетуші түтік темірбетонды қабықша формасынан кейін конустық түрде (22,4 а,б сурет) орындалуы мүмкін немесе конусты темірбетонды қабықшаға тартпалармен бекітілген цилиндрлі түрде (22,4 в,г сурет) жасалуы мүмкін. Қазіргі уақытқа дейін ішіне қызыл немесе қыш кірпіштермен кірпіштік футеровка жасалған құбырлар кең таралымда болды. Бұл құбырлар қатты әсер ететін компоненттері бар түтін газдарымен жұмыста жеткілікті сенімді болмай шықты. Кірпіш футеровка мен темірбетонды білік арасында қалыңдығы 100-300 мм болатын ауамен желдетілетін саңылауы бар түтін құбырлары сенімдірек болды. Ауа атмосферадан желдеткішпен сорылады және бу калориферінде алдын ала қыздырудан өтеді. Ауа саңылауында бүкіл биіктігі бойынша газ әкетуші құбырға қарағанда жоғары қысым қалыптасады, бұл газдың ауа каналы мен темірбетонды қабықшаға енуіне мүмкіндік бермейді.
Ең жоғары сенімділікке құбыр ішіндегі құбыр типті түтін құбырлары ие, мұнда газ әкетуші құбыр темірбетонды қабықшадан толық бөлінген.
а-қысылған кірпіш футеровкалы; б-желдетуші саңылаумен; в-металл цилиндрлі құбырлары бар көп құбырлы; г-ілінген цилиндрлі кремнебетонды газ әкетуші құбырлы; 1-темірбетонды қабықша; 2-жүргізілетін газоходтар; 3-фундамент; 4-кірпішті футеровка; 5-желдетілетін саңылау; 6-металл құбырша; 7-кремнебетонды цилиндрлі құбырша; 8-металл ілгіштер.
4 сурет- Темірбетонды түтін құбырларының типтері.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Отынның күкірттілігі қандай мөлшерде болуы мүмкін?
3. Түтін газдарын күкірт оксидтерінен тазалау қалай жүреді?
4. Азот оксидерінің түзілуін бәсеңдету әдістерін білесіз бе?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Дәріс 6
(3 сағат)
Тақырып. Суды рационалды пайдалану
Дәріс сабақтың мазмұны
1. ЖЭС қалдық сулары.
2. Ақаба суларды суқоймаларына жіберу
3. АЭС ақабалары
4. ЖЭС және АЭС сулары.
Қазіргі ЖЭС-тер ірі су тұтынушысы болып табылады. Мәселен, СЭС-те 1квт\сағ электр өнергиясын өндіруде конденсаторда будың конденсациясында 0,12 т су жұмсалады, бұл СЭС – те пайдаланылатын судың 97 – 98% -ын құрайды. Қалған су технологиялық қажеттіліктерге кетеді: қазандықтар мен жылутасымалдағыштарды қоректендіретін қосымша су дайындауға, мазутты қыздырып, балқытуға, жабдықты түрлі жуып-шаюға, күл гидрокөлігі, т.б.
Қазіргі ЖЭС-тер қалдық сулардың келесі түрлерінің көзі болып саналады:
1. турбина конденсаторларын салқындату сулары;
2. ту дайындау қондырғылары мен конденсат тазалағыштардың регенерациялық және шайынды сулары;
3. мұнай өнімдерімен ластанған сулар;
4. күкіртті мазутпен жұмыс істейтін қазандықтар мен жоғары қыздырғыштардың сыртқы бетін шаю сулары;
5. негізгі жабдықты химиялық шаю мен консервация сулары;
6. ГЗУ-дің ақаба сулары;
7. бөлмені гидравликалық жинастырудан шыққан сулар;
8. электр станциялары аймағының жауын-шашын сулары;
9. коммуналдық-тұрмыстық және шаруашылық сулар.
АЭС-тер үшін де ақаба сулардың осы түрі тән, бірақ органикалық отынды пайдаланумен байланысты ақаба сулар қосылмайды, оның орнына санөткізгіштер мен арнайы тазалау сулары қосылады.
Ақаба суларды суқоймаларына жіберу судың ластануына, атап айтқанда, судың органолептикалық қасиеттерінің (түсі, дәмі, иісі) өзгеруіне, санитарлық режимнің өзгеруіне (О2 –нің биологиялық қолданысы, О2 концентрациясы, рН мөлшері), сонымен қатар, флора мен фаунаның өліміне (тасталған қосылыстардың улылық әсері) әкеледі. Суқоймалары қалыпты жағдайда болуы үшін суқоймадағы суда зиянды заттар мөлшері (концентрациясы) ШРК деп аталатын белгілі бір шамадан аспауы керек. Су қоймаларына су температурасы көрнекі әсер етеді, су температурасы артса, барлық тотығу үрдістері қарқынды жүре бастайды, 6,5-8,5 мөлшерінде болуы тиіс рН концентрациясы мен О2 концентрациясы төмендейді. Салқындатушы сумен қосылып суқоймаларына көп мөлшерде жылу да беріледі. Мәселен, жылудың турбина конденсаторларында 8-10 -қа жылумен келетін салқындатушы суының шекті жылу мөлшері органикалық отын пайдаланатын ЖЭС-те судың 0,1-0,31м\(кВт\сағ) шығынында 4,3кДж\(кВт*сағ) құрайды, ал АЭС-те судың 0,17-0,20 м\(кВт\сағ) шығынында 7,3 кДж\(кВт*сағ) болады. Суқоймалары қалыпты күйде болуы үшін жылулық қалдықтар суқоймасының өзіндік температурасын қыста 3, жазда 5 –тан артық көтерілуін тудырмауы тиіс, бұл жағдайда су қоймасына шекті жылулық жүктеме 12-17 кДж\м3 –тан аспауы керек. Бұл ірі ЖЭС-тер үшін тікелей салқындату жүйесін құруды шектейді. Суқоймалары мен градирендерді пайдаланып суды слқындатудың айналма жүйесін қолданғанда суқоймасына түсетін жылулық жүктеме бірталай төмендейді. Бірақ бұл жағдайда қаржылық шығындар көлемі артады және ЖЭС-тің салқындатушы су температурасы кемуінің есебінен алынатын ПӘК-і біраз төмендейді. Мәселен, түзу ағысты жүйеде турбина конденсаторларына түсетін салқындатушы судың жылдық орташа температурасы 11 -ті құраса, градирнялармен айналым кезінде 22 болады. Бұл жағдай ЖЭС ПӘК-ін 38%-дан 34%-ға төмендеуге әкеледі, бірақ ірі ЖЭС-терді суқоймалардың жылулық режимін бұзбай бу қазандықтарына қазіргі әдістермен қосымша су дайындаумен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Пайдаланылған соң су бөлігімен ақаба су түзіп әкетілетін химиялық реагенттердің (сілті, қышқыл, әк, коагулянттар және т.б.) үлкен мөлшері жұмсалады. Бұл ақаба суларда улы қоспалар жоқ, бірақ суқоймаларды тұзбен ластайды, суқоймаларының рН –ын өзгертеді,зиянды заттар ( Н2S, CH4) бөлінуімен қатар жүретін анаэробты үрдістердің (оттегі қатысуынсыз) жүруіне әкелетін органикалық қоспалар концентрациясын арттырады. Мұндай сулардың суқоймаларға жіберілуіне көп жағдайда рұқсат етілмейді және оларды алдын ала тазалау жүргізілуі керек.
1- қабылдау камерасы; 2-бөгет; 3-тұндыру зонасы; 4-бөгет; 5-шығару камерасы; 6-құю жаймасы; 7-скребок; 8-бұрылыстық саңылау құбырлары; 9-шұңқырша; 10-эжектор.
5 сурет-Скребокты механизмді мұнай аулағыш.
Суқоймаларына зиянды заттарды жберуді ызыйту, тіпті толық тоқтату су дайындау сызбанұсқаларын жаңашаландыру кезінде, сондай-ақ су дайындаудың жаңа прогрессивті әдістерін ( электродианализ, кері сору, термиялық тұзсыздандыру) енгізуде мүмкін болады.
Суқоймаларына мұнай өнімдерімен ластанған сулар үлкен қауіп төндіреді, себебі олар кез-келген өндірістік кәсіпорын ақаба суларында болады. Мысалы, балық шаруашылығы суқоймаларында ақаба суларды суқоймаларға жіберу нәтижесінде түсетін мазуттың 1 кг таза судың 20 мың м3 – ын ластайды.
АЭС ақабаларында мұнай өнімдерінің пайда болған көздері мазут шаруашылығы (майдың май салқындатқыштан турбиналарға және сорап ұштағандарына жіберілу есебінен); электротехникалық жабдық (трансформаторлар, кабельдер т.б ) және көмекші қызметтер (депо, гаран, компрессорлық бөлме).Ақаба суларды мұнай өнімдерінен тазалау үшін тұндыру, фсотация және сүзу әдістері қолданылады.Судағғы мұнай өнімдерінің барлығы эмульгирленген күйде ,яғни өлшемдері 200-300мкм болатын жеке бөлшектер түрінде болады. Су және мұнай өнімдерінің тығыздығы әр түрлі болғандықтан, мұнай өнімдерінің бөлшектері су бетіне қалқып шығады,одан арнайы құрылғылар арқылы жиналып алынады. Бұл үрдіс мұнай аулағыш аппараттарда жүзеге асырылады.
5- суретте ақаба су бойынша өндіргіштігі 220кгс болатын мұнай аулағыш сызбанұсқасы келтірілген. Мұнай аулағыш екі немесе одан көп параллель жұмыс істейтін секциялардан тұратын көлденең тұндырмадан құралады.Ақаба су қабылдау камерасына түседі, онда саңылау бөгеттер арқылы секцияларға таратылады. Тұндыру камерасында қалқып шыққан мұнай өнімдері скребокты құрылғымен бұрылыстық саңылау құбырларына айдалады. Бұл құбырлар әрбір секцияның тұндыру аймақтарының басында және соңында орналасады, осы құбырлар арқылы олар мұнай аулағыштан шығады. Мұндай мұнай аулағыштардың тиімділігі мұнай өнімдері бөлшектерінің дисперсті құрамына байланысты және ЖЭС жағдайында ол 50%-ды құрайды.
Суды флотациялық тазарту арнайы аппараттар флотаторларда жүзеге асырылады және мұнай өнімдерінің ұсақ бөлшектері көбіктерімен кешен түзуіне негізделген. Мұнай кешендерінің қалқып шығу жылдамдығы мұнай өнімдері бөлшектерінің табиғи қалқып шығуынан 100 мың есе артық. Көбіктің жасалу әдісіне байланысты арынсыз флотацияны, мұнда ауа көпіршіктері ауаның суда қаныққан ертіндісінен бөлініп шығады және арынды. Мұнда көпіршіктер арнайы құрылғылармен жасалады.(сорғы электрод)
Ақаба суларды тазарту үшін ЦНИИ-5 типті көп камералы флотаторлар және радиалды флотаторлар қолданылады.22.6-суретте ақаба су бойынша өндіргіштігі 50-60 м3сағ дейін жететін ЦНИИ-5 флотаторының принциптік сызбанұсқасы көрсетілген. Осы сызбанұсқаға сәйкес тазалауға бағытталған ақаба сулар ол орташаландырғыш- тұндырғышқа жіберіледі, мұнда су сапасын орташаландыру және ірі дисперсті бөлшектерді алдын ала бөлу жүреді. Содан кейін ақаба су сорап арқылы үрдіс тиімділігін арттыру үшін коагулянтпен араластыратын құйынды араластырғышқа беріледі. Негізінде, флотациялық тазалау ағынды суда берілетін, алдын ала арынды бакта ұсталған, ауамен қаныққан тазртылған суда берілетін флотациялық камераларда жүзеге асырылады. Тазартылған су флотатордан арнайы қалта арқылы әкетіледі, ол скребокты транспортер арқылы алынған мұнай өнімдері оларды сору кезінде тұтқырлығын төмендету үшін бу жіберілген алдыңғы жақтағы бөлімшеге әкетіледі.
Суды флотациялық тазалау тиімділігі – 50 - 60%. Флотатордан кететін су тазалаудың келесі сатысынан өтуі керек, ол сүзу арқылы жүзеге аырылады. Ақаба суды сүзу құммен немесе басқа да сүзуші материалмен (кокс, антроцит, керамзит, т.б) жүктелген сусымалы сүзгілерде жүргізіледі. Сүзу үрдісінің тиімділіг 80% шамасында. Қажет болған жағдайда суды сорвциялық материалдармен (белсендірілген көмір және т.б) жүктелген сүзгілердеен қосымша өткізеді. Сусымалы сүзгілер бумен немесе ыстық сумен регенерацияланады. 22-7 суретте мұнай аулағыш, флотатор және сүзгілер қоса қамтылған ақаба суларды мұнай өнімдерінен тазалаудың технологиялық сызба нұсқасы көрсетілген.
Суды осы сызба нұсқа бойынша тазалаудың дәрежесі 90-95% құрайды және мұнай өнімдерінің бастапқы концентрациясына аз тәуелді. Мұнай өнімдері концентрациясы 10 – 30 мгл болғанда ЖЭС-те осы сызба нұсқа бойынша тазаланған су концентрациясы ШРК-дан (0,05мгл) көп артық болады.
Бу қазандықтарын қыздырудың сыртқы беттерінде жұмысы кезінде әсіресе РВП кезінде каорзия және көл жинақталу өнімдері түзіледі. Мәселен, қазандық күкіртті мазотпен жұмыс істесе РБП- да отынның жану нәтижесінде 10% күл шөгеді. Мазотты жағу кезіндегі күлге көп мөлшерде ванадий элементі болады, ол бір жағынан улы зат болса, екінші жағынан болатты легирлеуде қолданылатыен және техниканың түрлі салаларынада өте қажет пайдалы метал болып саналады.
РВП-ны шөгінділерден тазалау үшін бірнеше әдіс қолданылады (19.1 қара). Бірақ бұл жағдайда күл аулайтын құрылғы болмаса РВП-ден әкетілген бүкіл күл құбыр арқылы атмосфераға шығарылады, сондықтан қысқа уақыт (0,5 сағат) аралығында күл мөлшері, ояғни ванадидің 5 валентті окцидінің атмосферадағы мөлшері де бірден өседі.
Ақаба суларды РВП шайындыларынан тазалау судан улы заттарды әкету үшін ғана емес, халық шаруашылығында маңызы зорV2 05 (ванодидің 5 v окциді) өндіру үшін де жүргізіледі. Суды осылай өңдеу құрамына 20-30% V2 05 бар қоспа алуға мүмкіндік береді. Бұл қоспа сүзгілерде құрғатылады, расфасовкаланады және металлургиялық өнеркәсіп үшін шикі зат болады. Күлдің толық алыну үшін және оның ванадий алу үшін шикізат базасы ретінде пайдалануы халық шаруашылығының маңызды мәселесі.
ЖЭС және АЭС жабдықтары қалыпты қолданыста болуы үшін қақ және каррозия түзілу үрдістері болмайтын жағдайлар ұйымдастырылуы керек. Бұл бірақ бұл үрдістерді толығымен жою мүмкін емес және қажеттілігіне қарай қыздыру беттерін ішкі шөгінділерден тазалау жүргізіледі.
Қазіргі қазандықтар мен құбырлардың концтрукцияларының күрделігі сондай, тіпті сыртқы бетті шһгінділерден қанағаттанарлықтай тазарту осы мақсатта арнайы реагенттерді пайдаланғанда ғана жүзеге асады. Арнайы реагенттерге сілтілер, органикалық және бейорганикалық қышқылдар, шаю препараттары, карозия ингибиторлары, т.б жатады.
Химиялық шаю кезіндегі қалдық сулардың жалпы мөлшері қазандық типіне және шаюдың қабылданған сызба нұсқасына тәуелді болады. Немесе бір шаюға 20 мың тонна кетуы мүмкін. Шаю операциясынан кейінгі ерітінділерде реагенттер мөлшері құрамына көптеген улы заттар кіретін 70-90% қоспадан тұрады. Жабдық тоқтау және тұру кезеңінде болғанда оны коррзиядан қорғау шаралары қабылданады, мысалы ол үшін қазандықтар қолданысқа енгенде төгілуі тиіс ерітінділермен толтырылады. Шығарындылардың көп мөлшердегі сипаты және ақаба сулар қоспасының жедел өзгермелі концентрациясы оны тазалауды ұйымдастыруда қиындықтар туғызады.
1- қабылдау багы; 2-мұнай аулағыш; 3-аралық багтар; 4-флотатор; 5-арынды ыдыс; 6- эжектор; 7- бу қыздырғышты мазут қабылдағыш; 8-механикалық сүзгі; 9-көмірлі сүзгі; 10-шаю суының багы; 11 – арын реттегіш; 12-компрессор; 13-сораптар; 14- кгулиянт ерітіндісі; 15- құйылыс; 16-мазутты сулардың түсуі; 17-жануға мазутты концентрат.
7 сурет. Құрамында мұнай өнімдері бар ақаба суларды тазалаудың технологиялық тұнба нұсқасы.
ГЗУ (ГКӘ) –дің түйық жүйесі бар ЖЭС-те шайынды және консервациялық суларды рН-ы 8-ден аспаса күл төгетін орындарға төгуге мүмкіндік бар. Кейбір жағдайда шайынды су алдын ала бейтараптандырылады.
Барлық ЖЭС-терде дерлік қатты отын пайдаланылады, күл және шлаг су арқылы әкетіледі, 1т күлді әкету үшін 20-40т су қажет. Күл сумен бірге рульпа түрінде күл төгетін орындарға әкетіледі (20 км-ге дейін). Мұнда күл тұнады, ал түссіздендірілген су суқоймаға жіберіледі (тікелей ағын жүйесі), және қайтадан пайдалану үшін ЖЭС-ке қайта оралады (айналымды жүйе). Бірінші жағдайда су қоймаға еріген түрдегі барлық қоспалар және күлмен бірге шөгіп үлгірмеген ірі дисперсті қоспалар бөлігі жіберіледі. Бұл кезде су қоймаға тұздардың тасталуыда көп болады. Бұл шығарындыларда өте улы заттар- мышьяк, гермений, ванадий, фтор және т.б. болады. Бұдан басқа, суға толық жанбаған отын өнімдерінде болатын концерегенді заттар да түсуі мүмкін. Сондықтан қазіргі уақытта ГЗУ-ның тікелей ағын жүйесі ЖЭС-терде жобаланбайды, ал қайта құралған ЖЭС-тер айналымды жүйемен жабдықталады. Бірақ бұл жағдайда да айналымды жүйе суының бір бөлігі суға жіберіліп, таза су алынады, себебі күлмен ұзақ қатынаста болса ол қанығып еруі қиын қосылыстар түзеді. (Ca CO3, CaSO4, Ca (OH)2) және т.б. бұлар ГЗУ жүйесінде шөгінділер ретінде түзіледі де, оның қалыпты жұмысын қиындатады. Шығарынды түссіздендірілген судың шығынының 1-3% құрайды, бірақ ондағы улы заттар концентрациясы өте жоғары, сондықтан мұндай суды су қоймаға жіберу өте қауіпті. ГЗУ – дің ақаба суларын толық көлемде тазалау өте қиын, себебі су шығыны өте көп және қоспалардың да жоғары концентрациясы (2000 – 8000 мгкг) болады. Сондықтан бұл сулар үшін оларды залалсыздандыру туралы, яғни оның құрамындағы улы заттар концентрациясын қабылданған мәнге дейін төмендету туралы шаралар қарастырылуы тиіс. Бұл мақсатта қоспалар қоспаларды тұндыру әдістері, олардың түрлі сорбенттегі сорвсиясы, оның ішінде күлдің өзіндегі сорвсиясы әдістері қолданылу мүмкін.
АЭС-ң ағымдағы су ерекшеліктері олардың родиактивті араласпалармен ластануы болып табылады. АЭСэксплуатациясыкезінде , жөндеу кезінде және жабдықтарды дезонтивация кезінде жезактивті сулар түзіледі, олар арнайы құрылғыларда арнайы су тазалағыштабелсенді араласпалардан тазалауға жатады.
АЭС-ке бірнеше СВО типтері бар , әртүрлі мақсатты орналған және технологиялық сызбаларға байланысты; бірлікші контурдың су үрлеушісін тазалау, жылу бетін элементерінің қассеттерін жүктеу және ұстап тұратын бассеинсуларын , арнайы жуғыш және санпропусник суларын және т.б тазалау . барлық осы сулар тазаланадыжәне қайта технологиялық сызбаға қайта қайтыпоралады, оларғаСВО байланыстырылғанжандағы суды тазалау-қынбаттұратыншара. Сонымен қоса, құрылыстын тазалануында эффектілік жетіспейді және үлкен білікті ағымдағы су шығыны нәтижесінде суқоймаларында ПДК дейін ағымдағы суды ұстау үшін өте көп таза су талап етіледі. Сондықтан бұл мәселені шешуде бірнеше кешенді шараларды орындау қажет бұл ағымдағы суды тазалау технологиясының жетістігі, олардан бағалы заттарды алыуын ала отырып; ағымдағы судын көлемінің азайту мақсатымен технологиялық процесті түбірімен өзгерту;ен көп кері жүйе қолдану, практика жүзінде суды талап етпейтін.бұл кешенді шараны орындау келесіде ағымсыз өндіріс технологиясына көшуге мүмкіндік береді.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Қазіргі ЖЭС-тер қалдық сулардың көзі не болып саналады?
2. Ақаба суларды суқоймаларына жіберу жұмысын айтып беріңіз.
3. Химиялық шаю дегеніміз не?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Дәріс 7
(2 сағат)
Тақырып. Табиғат қорғау шаралары
Дәріс сабақтың мазмұны
1. Зиянды заттар мөлшері.
2. Зиянды заттардың адам ағзасына әсері.
3. Азот оксидінің шығуы.
Электростанцияларының зиянды заттарын бағалау үшін қоршаған ортаға уақыт бірлігіндегі зиянды зат шығынының сандық анализін жүргізу қажет. Түтін газдарымен шығарылатын күл, ыс, кокс бөлшектері микрон бөлшектерінен 10-даған, жүздеген микрондарға дейінгі өлшемде болады.
Отынның механикалық толық жанбауы есебінен 1 кг жанған отынға түтінді газдар (ġэл) көмегімен әкетілетін күл мөлшері.
, (22.1)
Мұндағы - отынның жануның ең төмен жылуы, мДжкг; =32,7 МДжкг - әкетілудегі жанған заттардың жануының орташа жылуы; 0,9÷0,95 – қатты шлактарды әкетуде, 0,7÷0,85 сұйық шлактарды әкетуде.
Атмосфераға уақыт бірлігінде шығарылатын күл бөлшектері , гс электр станциясының күл ұстағыштарында оны ұстауды келесідей формуламен анықтаймыз
, (22.2)
Мұндағы В - электростанцияға кеткен отын шығыны, кгс; - күл ұстағыштарды қатты бөлшектерді ұстау деңгейі; 0,98÷0,995. Қуаты 2400 МВт электр станциясы үшін отын күлі орташа болғанда 17÷20% түтіндік құбыр арқылы ұшқыш күлді шығару 700 гс (2,5 тсағ) құрайды. Неғұрлым қиын жағдайлар жұмысшы массаның күлді отындарын жағуда тиімді күл ұстауды қамтамасыз етуде туындайды. Мысалы, Екібастұз тас көмірі 48÷52%. Қоршаған аумақтық санитарлық нормаларын қамтамасыз ету түтін газдары ағынынан күл бөлшектерін ұстау дәрежесі 0,995 болуы керек.
Отын құрамында болатын күкірттің негізгі мөлшері -ге жанып кетеді. Оның атмосфераға көптеп шығарылуын , гс келесі формуламен анықтауға болады.
, (22.3)
Мұндағы - қазандық газ жолдарында қышқылдық қасиетке ие күл бөлшектерінің бетіндегі күкірт оксидін бейтараптандыру дәрежесі; - күл ұстағыштарда тұтылған күкірт оксидінің мөлшері. Құрғақ күл ұстағыштарда күкірт оксидтері тұтылмайды. Дымқыл күл ұстағыштарда қышқылдарының ерітіндісімен шайғанда -жұтылуының жоғары дәрежесін алуға болады. 0,8÷0,9. Бұл -нің атмосфераға шығарылуын төмендетудің ең тиімді әдістерінің бірі (22.3) формуладағы екі коэффициент S күкірт массасының молекулалық массасының артуын есеептейді. Қуаты 2400 МВт болатын мазут жағатын электр станцияларда -нің түтін құбырлары арқылы көлемді шығарылуы 9300 гс құрайды. Бұл ауа бассейнінің зиянды заттармен ластануынң басты факторларының бірі.
Азот оксидтерінің шығарылуын мөлшерінде есептейді. Пеште және газ жолдарында азот оксидінің негізгі бөлігі түрінде болады, бірақ атмосферада болғандықтан -ге тотығады. Газ немесе мазутты жағу кезінде шығатын газдарда колнцентрациясы 0,6-0,8 гм³ болады, қатты отын жанғанда 1гм³ шамасында.
Қуаты 2400 МВт, мазут жағатын электр станциясында жану аймағында газ рециркуяциясы кезінде (τ=7%) -нің көлемді шығарылуы2100гс (7,56 тсағ) құрайды. Бұл сан көлемді шығарылуынан 4,4 есе аз болса да, ауадағы азот концентрациясы 6 есе көп. Сондықтан шығарындылары, әсіресе оның басқа зиянды қоспаларымен араласуы атмосфераға басты қауіп төндірушілер болып табылады. ЖЭС-тің зиянды шығындыларының әсері қоршаған ауданда биік түтін құбырлары болғанда және ЖЭС-ке 20-50 км қашықтықта байқалады. Түтінді газдар құрамында болатын улы заттар өсімдіктерге, жануарлар әлеміне және адамдарға, сондай-ақ ғимарат құрылыс құрастырмаларына белгілі бір мөлшерде әсер етеді.
Диффузия нәтижесінде атмосфераның төменгі қабатына қоса, осыдан жер үсті қабатындағы концентациясы электр станцияларынан алыстаған сайын төмендейді, күл бөлшектері жерге шөгеді. Жер беті ауасының ластануына жалпы әсерінен басқа, отын күлінде улылығы жоғары метал қоспалары болады, мысалы, мышьяк, қорғасын, мырыш, ванадий, сынап.
Ауадағы -ге өсімдіктер сезімтал келеді. Ауада және ылғал болған кезде күкірт қышқылы булары түзіледі, ол метал коррозиясын тездетеді, бетон ақырындап бұзыла бастайды.
сілекейлі қабықшаларға (көз, тыныс жолдары) жедел байқалатын тітіркендіргіш әсер етеді. Ол сұйық ортада нашар ериді, сондықтан өкпеге терең еніп кете алады. Бұдан басқа азот диоксиді ультакүлгін және спектрдің көрінетін бөлігіндегі де табиғи күн радиакциясын жұтады, атмосфераның мөлдірлігін төмендетеді.
Адам ағзасына әсер ету деңгейіне байланысты зиянды заттар бірнеше класқа бөлінеді. Төтенше зиянды заттарға бенз(а)пирен және (ванадидің 5 валентті оксиді) жатады. мазутты жаққанда біршама мөлшерде түзіледі. Бенз(а)пирен кез-келген отын жанғанда түтін газдарында жанудың жеке аудандарында жетіспегенде пайда болуы мүмкін. Жоғары қауіпті заттарға азот оксиді және күкірт ангидриді жатады. Күкіртті ангидрид және орташа қауіпті заттарға жатады. КСРО-да ауа сапасы стандарты үшін улы заттар үшін адам тыныс алуы деңгейінде шекті рұқсат етілген концентрациялар (ШРК) қабылданған. ШРК мәндері екі көрсеткішпен бағаланады: максималды бірлік (20 млн көлемінде байқалады) және орташа тәуелділік (24 сағат ішінде орташа мәні байқалатын). Орташа тәуліктік ШРК негізгі болып саналады, олардың қызметі ұзақ уақыт әсер нәтижесінде адамға жағымсыз әсердің болуына жол бермеу.
Кез-келген заттың тірі ағзаға әсері қауіпінің деңгейі заттың нақты концентрациясының (с, мгм³) ШРК-ге (мгм³) қатынасымен анықталады:
, (22.4)
Бұл қатынас белгілі і заттың улылық қысқашалығы деп аталады. Ол 1-ден кіші болуы керек. Ауада тірі ағзаға әсері биологиялық жағынан ұқсас бірнеше зиянды зат болса, уландыру әсері артады. Сондықтан КСРО денсаулық министрлігі осындай заттардың улылық қысқашалығының жиыны қажет деп тапты. Мысалы:
, (22.5)
шартымен көрсетілетін күкірт және азот оксидтері.
Қатты бөлшектер шығарындылары үшін бұл формула келесі түрде болады
, (22.6)
Мұндағы зл, с индекстері шығарындылардағы күл және ыс бөлшектерін анықтайды.
Күннің ультракүлгін сәулесінің әсерінен ыдырайды. Атмосфералық жауын-шашындар жерге шөккен және заттарын жояды, ауада қалған қышқыл тамшылары және ауада қалған ұсақ күл бөлшектері жай көзге көрінбейтін болғандықтан байқалатын өлшемдерде жиналуы байқалмайды.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Зиянды заттар мөлшері қандай және ол неге байланысты?
2. Зиянды заттардың адам ағзасына қандай әсер тигізеді?
3. Азот оксиді туралы не білесіз?
Қолданылған оқулықтар
1. Карабасов Ю.С. Экология и управление: Термины и определение.- М.: МИСИС,2001.-378с
2. Повышение экологической безопасности ТЭСПод ред. А.И. Абрамова.-М.: МЭИ,2002.-378с.
3. Еремкин А.И. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.-М.: АСВ, 2001.-176с.
4. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейна от выбросов ТЭС.- М.: Энергоатомиздат, 1981.- 253 с.
Практикалық сабақтар
Практикалық сабақтар – студенттердің дербестігін және дағдылар мен іскерлікке ие болуын дамытуға бағытталған, оқу сабақтарының бір формасы.
Практикалық сабақтар, пәннің қиын сұрақтарын терең оқып үйренуге жағдай жасауы және студенттердің өздік жұмыстарына қортынды жасаудың негізгі формасы ретінде қызмет етуі керек. Осы сабақтарда студентер мәлелелерді сауатты баядауға оқып үйренеді және кәсіптік жете білуін дамытуға жағдай жасайтын жағдайларды қарастырады, өз ойларын мен пікірлерін еркін айтады. Осының бәрі қазіргі маманға қажетті, дағдылар мен іскерлікке ие болуына көмектеседі.
Практикалық сабақ 1
Тақырып. Энергетика объектілері және олардың қоршаған ортаға әсері.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты энергетика объектыларынан мағлұматтар алу және олардың қоршаған ортаға әсерін сипаттау.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.
Практикалық сабақ 2
Тақырып. Қоршаған ортаның құқықтық қорғалуы.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты Қазақстаны Республикасының экологиялық құқығы базасымен танысу.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.
Практикалық сабақ 3
Тақырып. Экологиялық нормативтің негіздері.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты физикалық антропогендік факторлардың әсерін (вибрация, шу, электромагнитті және радиоактивті сәулелену) есептеу.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.
Практикалық сабақ 4
Тақырып. Су, құрамдастырылған және конденсационды әрекетінің шаңсызданатын және тамшы ұстайтын қондырғылардың есебі.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты тамшы ұстайтын қондырғыларды есетеу.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.
Практикалық сабақ 5
Тақырып. Электрофильтрдің есебі.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты электрофилтрді есептеу.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.
Практикалық сабақ 6
Тақырып. Органикалық отынды жаққан кезде жаман лақтырулардың есебі.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты органикалық отындардың залалы заттарын есептеу.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.
Практикалық сабақ 7
Тақырып. Иониттік филдьтрлердің есебі.
Жұмыс мақсаты. Осы жұмыстың мақсаты иониттік фильтрлерді есептеу.
Жұмысты жүргізу бойынша әдістемелік нұсқаулар, практикалық сабақтың қорғауға арналған сұрақтар жұмыстың әдістемелік нұсқауында берілген.