Шкідливі викиди, що супроводжують використання палива

 

Вплив на планету в цілому та на довкілля є предметом постійно зростаючої турботи світової громадськості. Достатньо згадати Кіотський протокол країн – членів ООН щодо обмеження викидів парникових газів. У законодавстві більшості країн (в т.ч. України) передбачена відповідальність за негативний вплив діяльності підприємств та організацій на навколишнє середовище.

Основними негативними впливами, що виникають при використанні палив, є газові викиди: СО₂, SO₂, NO_x, CO; важкі метали, сажа (продукти неповного згоряння вуглеводнів), HCl, тверді відходи та можливі техногенні небезпеки, наприклад, витоки з танкерів, ядерні катастрофи, процеси ерозії та суфозії ґрунтів. Іншими несприятливими впливами є викиди у поверхневі та підземні води, шумове та теплове забруднення довкілля.

Вплив на довкілля, що створюється викидами, в основному залежить від використовуваного палива та техніки трансформації енергії палива. Вид палива впливає на склад викидів, оскільки, в залежності від його якості, процес горіння супроводжується небажаними домішками, такими як сірка та азот.

Природний газ є дуже чистим паливом. Він переважно не містить забруднюючих домішок. Газойль теж чисте паливо, він майже (за винятком сірки) не дає шкідливих викидів. Топковий мазут (ТМ) марки HFO, торф та вугілля містять сірку та інші домішки, див. табл. 1.

 

Таблиця 1. Викиди при перетворенні енергії

	SO2	ППил	NNOx (O3)	CCO	Радіоактивність	ІIнші	Кліматоакт. гази
Природний газ							СO2, CH4
Нафта							СO2, CH4
Вугілля							СO2, CH4
Уран
Сонце, вітер, гідроресурси.
Біомаса							N2O
Геотермальний						HН2S

 

Основні типи викидів при трансформації палива

 

Основні викиди шкідливих речовин, що супроводжують трансформацію палива при перетворенні його у кінцеву енергію, такі:

- СО₂ - головний газ, котрий викликає парниковий ефект. Паливо з високим вмістом водню, наприклад природний газ, створює менше СО₂ на одиницю корисної енергії, ніж паливо з високим вмістом вуглецю, наприклад вугілля.

- SO₂ – виникає при згорянні сірки, яка міститься у паливі. Наступні реакції двоокису сірки з водою у атмосфері викликають появу кислотних з’єднань, котрі є головною причиною кислотних дощів. Тверді палива зв’язують деяку частину сірки у золі, але в загальному підвищений вміст сірки у твердих паливах призводить до її підвищеного викиду при згорянні таких палив.

- NO_x викликає утворення азотнокислих сполук над поверхнею землі, що дуже шкідливо для дихальної системи людини. Основні джерела NO_x - це високотемпературні реакції N₂ + O₂, продукти яких залежать від максимальної температури, часу перебування палива у топці та присутні у паливі сполук NO_x. Кількість перших сполук можна зменшити шляхом спеціальних умов горіння, а другі лише спеціальною обробкою палива перед спалюванням.

- СО – чадний газ – це токсичний газ, який виникає при неповному згорянні. Великі викиди СО не тільки шкідливі, а й призводять до втрати енергії. Концентрація СО головним чином залежить від самого процесу горіння.

- Тверді викиди утворюються в процесі горіння нафти, вугілля та інших твердих палив. Низькоякісне вугілля та неефективні умови згоряння можуть призвести до утворення аерозолів, які шкідливо впливають на дихальну систему людини. Необхідно видаляти золу, яка утворюється у процесі спалювання вугілля. Очевидно, що зі спалюванням вугілля та нафти зв’язані викиди мілких частинок важких металів та вуглеводнів, які є канцерогенами.

- Топковий мазут (ТМ) марки HFO та вугілля містять сірку та інші шкідливі домішки, див. табл. 2.

 

Таблиця 2. Інформація про шкідливі викиди різних видів палива

Паливо	СО2	SO2	NOx	CO
	грам/кВт∙год теплов. виходу		грам/кг палива
Вугілля	262	3.31	6.1	5.2
ТМ	213	3.37	7.5	0.5
Газойль	199	0.17	2.6	0.2
Природний газ	144	-	2.6	0.1