Vda a technika - archiv

AKTUALIZACE TOHOTO WEBU JE UKONEN.
Tuto strnku jsme pesunuli do Archivu web Ro.
Uveden informace proto nemusej bt aktuln a nkter soubory mohou bt nedostupn.

Energetika České republiky IV

Vít Doleček  20.12.2005
Ignalinská jaderná elektrárna
Ignalinská jaderná elektrárna  

V dnešním díle našeho putování po energetice se podíváme, jakými způsoby si lze poradit s látkami, které v uhelných elektrárnách, teplárnách či výtopnách vznikají. 


Nejjednodušší způsob, jak tyto látky rozdělit, je podle jejich skupenství. V našem případě bude rozdělení následující:

  • pevné - škvára a popílek
  • kapalné - struska
  • plynné - NOX, SO2 a CO2

Při samotném spalovacím procesu zcela určitě vzniká celá řada dalších chemických látek a naopak ne všechny výše uvedené vznikají vždy. Např. struska vzniká ve větším množství jen u tzv. výtavného ohniště, které však u nás není zcela obvyklé (Elektrárna Dětmarovice). Výše uvedené jsou však látky nejvíce problematické, jejichž popisu se budeme dále věnovat.

Jedním z produktů spalování, který vzniká ve velkém objemu, je tuhý popel a popílek. Hrubý popel či struska se koncentrují v dolní části ohniště pod spalovací komorou. Jemné částice popílku, které jsou unášeny proudem spalin se následně z kouřových plynů odstraňují nejčastěji pomocí elektrostatických odlučovačů. Tyto odlučovače se skládají z drátěných vysokonapěťových elektrod, jež přitahují částice popílku s opačným elektrostatickým nábojem. Účinnost těchto odlučovačů se dnes pohybuje přes 99 %.

Velkým zlepšením českých elektráren, z pohledu ochrany ŽP, bylo v nedávné minulosti provedené odsíření elektráren. SO2, který při spalování uhlí vzniká, je při jeho volném vypouštění do ovzduší jednou z hlavních příčin kyselých dešťů, které pak dále mají negativní vliv nejen na ŽP. Existují v zásadě 2 cesty, jak se vyhnout emisím SO2 do okolí. První z nich je odsíření samotného uhlí ještě před tím, než je spáleno. Tento postup je však poměrně drahý, proto se v praxi uplatňuje cesta druhá, totiž odsíření až samotných kouřových plynů před jejich vypuštěním do okolí. Technologické metody, jimiž se takové odsíření provádí, lze rozdělit do 3 hlavních skupin:
  • suchá
  • polosuchá (Elektrárna Ledvice)
  • mokrá

Většina našich velkých elektráren byla odsířena pomocí mokré vápencové vypírky spalin. Ta spočívá v propírání kouřových plynů absorpční suspenzí, jež obsahuje vodu, CaCO3 (práškový vápenec), siřičitanové SO3-2 a hydrogensiřičitanové HSO3-1 ionty a CO2. Výsledným produktem chemické reakce je tzv. energosádrovec CaSO4.2H2O, jenž je možné dále využít např. ve stavebnictví (přidává se např. do cementu či sádry). Vlastní odsíření vypadá asi takto: spaliny zbavené tuhých látek vstupují spodní částí do absorbéru, což je velká nádoba, ve které probíhá samotné odsiřování. V horní části absorbéru jsou 3-4 sprchové roviny; spodní část je tvořena jímkou. Střední oblast nazýváme absorpční zónou. Sprchové roviny jsou složeny ze speciálních trysek, které rozstřikují vápencovou suspenzi směrem dolů, proti proudu spalin. Padající kapičky suspenze na sebe váží SO2 ze spalin a jsou zachycovány v dolní části absorbéru - jímce. Do jímky je pak ještě vháněn oxidační vzduch, aby mohla proběhnout oxidace siřičitanu na CaSO4 a následná krystalizace vápence. Účinnost této technologie může dosáhnout až 96 %.

Ještě více nebezpečné než SO2 jsou sloučeniny dusíku, které označujeme jako NOx. Kombinací různých primárních opatření lze potlačit samotný vznik NOx. Mezi tato primární opatření patří snížení spalovací teploty, snížení koncentrace O2 v plameni a zkrácení doby pobytu reagujících látek v oblasti, která je příhodná pro vznik NOx. Protože tato primární opatření nelze s ohledem na celou řadu dalších komplikací provádět libovolně, přistupuje se ještě k opatřením sekundárním, kterými odstraníme ze spalin ty sloučeniny dusíku, kterým jsme nedokázali zabránit vzniknout. Tato sekundární opatření označujeme jako denitrifikaci spalin. Nejčastěji používanými technologiemi k denitrifikaci spalin jsou selektivní nekatalytická redukce (SNCR) a selektivní katalytická redukce (SCR). SNCR spočívá ve vytvoření redukčních podmínek, za kterých je do kotle vstřikován čpavek nebo močovina. Tyto látky selektivně snižují obsah oxidů dusíku, přičemž vzniká elementární dusík a vodní pára. SNCR probíhá v oblasti teplot 900-1050 °C. Účinnost metody se pohybuje v rozmezí 40-60 %. SCR je založena na podobných chemických reakcích jako SNCR, ale v rozmezí teplot 300-400 °C. Do spalin je vstříknut čpavek, přičemž spaliny jsou následně přivedeny do katalyzátorového reaktoru, kde proběhnou potřebné chemické reakce. Výhodou je vyšší účinnost oproti SNCR (80-90 %), nevýhodou jsou však drahé konstrukční materiály reaktoru, jako jsou oxidy wolframu, molybdenu či vanadu; ani životnost takového reaktoru však není příliš dlouhá. U fluidních kotlů nejsou s ohledem na nižší teploty spalování tyto problémy tak palčivé; denitrifikace a odsiřování není nutné provádět u fluidních kotlů vždy a záleží na konkrétním zařízení a použité technologii.

Poměrně velkým problémem s ohledem na vzrůstající oteplování Země se jeví emise CO2. Tento sice nejedovatý plyn je jedním z několika, které způsobují skleníkový efekt. Na rozdíl od předchozích plynů se nedá žádnou dosud známou technologií ze spalin odstranit, ani předejít jeho vzniku. Jedinou možností, jak emise tohoto plynu snížit, jsou úspory na straně spotřeby energie a zvyšování účinnosti "výroby" energie tak, abychom byli nuceni spalovat co nejmenší množství paliva. Další možností je potom zvyšování podílu energie získané jiným způsobem, než je spalování fosilních paliv, při kterých emise CO2 nevznikají (nebereme-li v úvahu emise uvolněné při výstavbě zařízení).

I přes všechna uvedená opatření, která se při spalování fosilních paliv (především uhlí) provádějí ke snižování množství emitovaných látek, patří však uhelná energetika k velkým znečišťovatelům našeho životního prostředí, a to i s ohledem na velké množství paliva, které je k "vyrobení" potřebné energie nutné spálit.

 

Nachzte se

v tematickm okruhu: Tmata
na webu: Vda a technika - archiv

Související příspěvky:

DÁLE V RUBRICE


Archiv

RSS  |  MAPA SERVERU  |  KARIRA  |  KONTAKTY  |  ENGLISH  (c) 2000 - 2018 esk rozhlas