זיהום אוויר מדודי קיטור

זיהום אוויר תמיד היה דאגה סביבתית רצינית. שריפה של דלקים, בעיקר בדודי תחנות כוח, מספקת את עיקר צורכי האנרגיה של כדור הארץ. למרות שחרור חום שימושי להפקת אנרגיה, ישנם תוצרי לוואי לא רצויים הנובעים מהתהליך, שהם גזי המחסנית. בדרך כלל, תוצרי הלוואי הלא רצויים, הידועים גם כמזהמים, הם בצורת גזים או חלקיקים. מזהמים גזים הם גופרית דו חמצנית, תחמוצות שונות של חנקן (NOx) ופחמן חד חמצני. חלקיקים יכולים להיות עשויים מפחמימנים לא שרופים, פיח וחלקיקים. איכות אוויר גרועה נמדדת גם במונחים של דו-תחמוצת גופרית, תחמוצת חנקן וחלקיקים.

מנקודת המבט של פעולת דודי הקיטור, בקרת זיהום האוויר מונעת בעיקר על ידי הדרישה החוקית כפי שמכוסה על ידי פקודות ותקנות סטטוטוריות. לדוגמה, גבולות העשן השחור המותרים הם Ringlemann Chart No. 2 עבור דלק מוצק, Ringlemann Chart No. . עבור פליטת עשן שחור, על פי התקנות, התקופה המותרת לחרוג משני התקנים היא 5 דקות בכל שעה אחת או 15 דקות בכל 24 שעות.

רוב הגופרית הדו חמצנית נוצרת מגופרית בדלק, לכן, דלק מוצק במיוחד פחם מייצר בדרך כלל רמות גבוהות יותר של דו תחמוצת הגופרית מאשר נפט. גז טבעי נותן את הרמה הנמוכה ביותר עבור מצב תנור דומה. דו תחמוצת הגופרית היא מזהם האוויר המזיק ביותר המיוצר על ידי שריפת הדוד מכיוון שהוא המקור המוביל לגשם חומצי. בהתבסס על חקיקה, ריכוז הסביבה המותר לגופרית דו חמצנית הוא 0.03 ppm בממוצע שנתי. דו תחמוצת הגופרית מגיבה עם לחות באוויר ליצירת חומצה גופרתית, שהיא המקור לגשם חומצי. גשם חומצי עלול להזיק מאוד לצומח ולבעלי חיים. גשם חומצי משפיע על חיי המים עקב החמצה של אגמים ונהרות, פוגע במערכות האקולוגיות, פוגע בבני אדם על ידי הגברת הרעילות באוויר, ומעכב את צמיחת היבולים והצמחייה על ידי הגברת הרעילות בקרקע. גשם חומצי גם מתכלה חומרי בניין וצבעים. גופרית דו חמצנית מחמירה אסטמה, שיעול, ברונכיטיס ומחלות חזה.

קיימות שתי בקרה עיקרית להפחתת דו-תחמוצת הגופרית בפליטת גזי הפליטה, שהן הפחתה או סילוק לפני שריפה במקור והפחתה או פינוי לאחר השריפה מגזי הפליטה. הפחתת קדם בעירה כוללת שימוש בדלק דל גופרית כמו גז טבעי, שיכול להפחית את הגופרית לכמעט אפס, והסרת גופרית. כיום, לתחנות כוח רבות יש תחנת הסרת גופרית, או De-SOx, כדי לנקות את הגופרית מפחם לפני הבעירה. מפעלי De-SOx, הידועים גם כ-scrubbers, משתמשים באבן גיר כדי לספוג גז גופרית, ומפחיתים את תכולת הגופרית של הפחם שנשרף מראש ב-80%, שהם מ-1.78% ל-0.4% בפחם עתיר גופרית. הגישה שלאחר בעירה כוללת קרצוף רטוב או יבש, אשר מגע בין תרחית גיר סורבנטית עם גופרית דו-חמצנית בגז פליטה בכור, ומייצר גבס סינטטי המהווה מרכיב של קיר גבס.

למרות שחנקן באוויר הבעירה הוא אינרטי בעצם, בטמפרטורה גבוהה לפרק זמן מוגבל הוא מתחבר עם חמצן ויוצר NOx (תחמוצות שונות של חנקן). ריכוז הסביבה המותר עבור NOx הוא 0.053 ppm בממוצע שנתי. תחמוצת חנקן מסייעת להיווצרות גשם חומצי אולם היא המקור העיקרי של ערפיח פוטוכימי. זה גם מדלדל את שכבת האוזון ועלול לתרום להתחממות הגלובלית. לבריאות האדם, תחמוצת חנקן עלולה לגרום לשיעול, כאבי גרון ומחלות לב וכלי דם.

ישנם סוגים רבים של בקרות למזעור NOx, הכוללים כוונון של עודפי אוויר ודפוס להבה בתנור, בעירה מדרגת לעיכוב בעירה והפחתת שטף החום, מחזור גזי פליטה, שריפה חוזרת ושימוש במבערי NOx נמוכים. מבערי NOx נמוכים מנסים להקטין הן את טמפרטורות השיא והן את הזמן שבו החנקן מבלה בטמפרטורות גבוהות יותר, ובכך להפחית את פליטת ה-NOx ב-50%. דוד הפחם במיטה נוזלית, המאופיין בעירה בטמפרטורה נמוכה, הפך לפתרון פופולרי בהפחתת פליטת גופרית דו חמצנית ו-NOx לאטמוספירה. יש לו גם הסרת גופרית בתוך תנור מכיוון שאבן הגיר המשמשת כחומר המיטה יכולה לספוג יותר מ-90% מהגופרית המשתחררת בתהליך הבעירה.

גם הדלק שלא נשרף, בצורת פיח או אבק פחמן, או בצורת פחמן חד חמצני, תורם מזהמים פוטנציאליים משמעותיים. מוצרי הדלק שלא נשרפו נפוצים יותר עם פחם ושמנים כבדים מאשר עם נפט קל וגז טבעי. היווצרות פחמן חד חמצני תלויה בטמפרטורה ובעודפי אוויר. תערובות עשירות בדלק מעלות את רמת הפחמן החד-חמצני בגלל חוסר חמצן לבעירה מלאה. לכן, וויסות אוויר עודף הוא חיוני כדי למנוע בעירה לקויה ודלק שלא נשרף. בדרך כלל, ריכוז הסביבה המותר עבור פחמן חד חמצני הוא 9 ppm בממוצע של שמונה שעות. פחמן חד חמצני הוא גז רעיל ביותר. פחמן חד חמצני הנספג בריאות פוגע ביכולת הפיזית והנפשית על ידי הפחתת ספיגת החמצן על ידי המוגלובין המשפיע על מערכת העצבים. כדי להשיג את התקן הסביבתי לחלקיקים, פיח ואבק פחמן מוסרים מגזי הפליטה באמצעים מכניים כגון שקיות סינון, מקרצפים רטובים ומולטיציקלונים.

פליטת דו-תחמוצת הגופרית והחנקן הדו-חמצני תהיה נושא עולמי מתמשך שיש לטפל בו בפליטת דוודים, שכן פחם נמצא בשימוש נרחב בדודי תחנות כוח לעת עתה ולשנים הבאות, כל עוד הוא זול ובשפע.


Source by Hisham Hashim

About admin

Check Also

תפקידן של חברות קידוחי נפט

שמן נוצר ממאובנים של בעלי חיים, צמחים ועצים שמקורם בכמה אלפי שנים. לאחר שעברו הרבה …

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

Recent Comments