Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ НА ТЭС

Лапицкий К.С. 1 Малыхин А.А. 1
1 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
1. Росляков, П. В. Методы защиты окружающей среды: учебник для вузов / П.В. Росляков. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 336 с. : ил.

В угольной энергетике одним из перспективных направлений развития отрасли является внутрицикловая газификация углей.

Анализ применения различных способов газификации канско-ачинских углей показывает возможность получения из них трех типов синтегаза и водорода (табл. 1). Сопоставительный анализ применения различных видов газообразного топлива в тепловых схемах парогазовых установок с котлами утилизаторами проводился для парогазовой установки (ПГУ) – 170.

В результате расчета процессов сгорания различных топлив в ПГУ-170 с использованием программной среды Boiler Designer был получен следующий состав уходящих газов (табл. 2).

Таблица 1

Состав исходного рабочего тела

Наименование газа

Обозначение

Состав газа подаваемого в ГТУ, %

Природный газ

Синтез газ №1

Синтез газ №2

Синтез газ №3

Водород

Метан

СН4

94

-

-

-

-

Этан

С2Н6

3

-

-

-

-

Пропан

С3Н8

1

-

-

-

-

Бутан

С4Н10

1

-

-

-

-

Азот

N2

1

5,9

5,8

9,1

-

Водород

H2

-

53

53,1

26,5

100

Двуокись углерода

CO2

-

1,3

2,1

2,1

-

Окись углерода

CO

-

36,9

39,7

62,2

-

Оксид серы

SO2

-

0,2

0,1

0,2

-

Итог

100

100

100

100

100

 

Теплотворная способность топлива, МДж/кг

tehc93.wmf

49,520

15,436

15,514

10,361

119,978

Таблица 2

Состав выхлопных газов ГТУ

Наименование

Обозначение

Природный газ

Синтез газ №1 

Синтез газ №2 

Синтез газ №3 

Водород

Массовая доля продуктов сгорания, %:

Азот

N2 

0,73 

0,71

0,24

0,04

-

0,01 

0,69 

0,74 

Водяные пары

H20 

0,06 

0,21 

0,09 

Двуокись углерода

CO2 

0,06

0,09 

-

Кислород

O2 

0,14 

-

0,16 

Аргон

Ar

0,01 

0,01 

0,01 

Итог

1

1

1

1

Таблица 3

Результаты расчетов выбросов оксида азота от газотурбинной установки

Вид топлива

Массовая концентрация оксида азота tehc94.wmf, мг/м3

Суммарное количество оксидов азота tehc95.wmf, г/с / т/г

Природный газ

234,5

32,6/1028

Синтез газ №1

221,4

24,2/763,2

Синтез-газ №2

221,4

24,3/766,3

Синтез-газ №3

208,4

33,6/1060

Водород

195,4

3,193/101

Наибольшая массовая доля азота в выхлопных газах ГТУ образуется при сжигании водорода. При сжигании синтез-газа образуется наибольшее количество водяных паров.

Так как содержание серы в исходном топливе составляет менее 1 %, то в приближении принимаем, что оксид серы в уходящих газа отсутствует.

По полученным результатам видно, что природный газ проигрывает по экологическим показателям синтез газу №1 и 2 на 25 % по суммарному выбросу и на 5 % по массовой концентрации. При сжигании водорода суммарное количество оксидов азота в 10 раз ниже, чем у природного газа, концентрация при этом снижается 16 %.

По установленным нормативам платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ, от стационарных источников, произведен расчет платы за выброс диоксида азота за годовой период работы ГТУ. Штрафы за выброс оксида азота у природного газа и синтез-газа № 3 находятся на одном уровне, для синтез-газа №1 и №2 снижаются на 25 %, для водорода составляет 10 % от природного газа [1].


Библиографическая ссылка

Лапицкий К.С., Малыхин А.А. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ НА ТЭС // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12020 (дата обращения: 22.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252