P Ā R S K A T S

par ogļu pārstrādes un enerģijas iegūšanas TERMOKOKSS

tehnoloģijas ietekmes uz apkārtējo vidi novērtējumu un tās izvietošanas nosacījumiem LR teritorijā

 

 

Sediha Natalija

Ekologs

Vides aizsardzībes kontroles laboratorijas vadītāja

Višķu 17, Daugavpils, LV-5410, Latvija

e-mail: sedykh@dautkom.lv

tālr.: +371 9620713

 

1.      Tehnoloģijas principiālais novērtējums

 

Pielietojamā ogļu pārstrādes tehnoloģija ir cietā kurināmā autotermiskās gazifikācijas veids uz gaisa pūsmas. Piedāvājamās tehnoloģijas īpatnība un ekoloģiskā priekšrocība ir procesa „pretējais siltuma vilnis” shēmas pielietošana, kurā ogļu masas termiskās sadalīšanās produkti, kas satur kvēpus, sveķainas vielas, fenolus un citus kaitīgus komponentus, nonāk degšanas zonā. Šī ir principiāla atšķirība no tehnoloģijas, kas tiek izmantota tradicionālajos gazifikatoros. Novirzoties degšanas zonai pretī pūsmai, pirolīzes zona pārvietojas degšanas zonas priekšā, pateicoties kam termiskās sadalīšanās procesa kaitīgie produkti tiek pakļauti uguns neitralizēšanai.

Izejvielas ir tikai ogles un gaiss, bet iegūtie produkti ir vidējas temperatūras kokss un sveķainas un citas kaitīgas vielas nesaturoša deggāze.

Notekūdeņu no ražošanas nav.

TERMOKOKSS tehnoloģija ir izmēģināta praksē, vienkārša izpildē, ekoloģiski droša attiecībā pret tradicionālo koksa ražošanas tehnoloģiju.

Vidējas temperatūras kokss ir deficīts un ekoloģiski tīrs bezdūmu kurināmais komunālajai izmantošanai, metalurģijai un dažādām tehnoloģijām. Deggāzi iespējams efektīvi izmantot enerģētikā siltum- un elektroenerģijas ģenerācijai.

Ogļu tradicionālās izmantošanas atturošais faktors ir paaugstināts ekoloģiskais kaitējums salīdzinājumā ar šķidrā un gāzveida kurināmā izmantošanu. TERMOKOKSS tehnoloģijas pielietošana ļauj novērst šo problēmu un padarīt siltum- un elektroenerģijas iegūšanu par ekoloģiski drošu.

TERMOKOKSS tehnoloģijā visi organiskie savienojumi sašķeļas un gazificējas aparātā iekšā, bet gāze nesatur putekļus un sveķainas vielas. To sadedzinot pat bez papildus attīrīšanas, putekļu, slāpekļa oksīdu, oglekļa oksīda un sēra īpatnējā emisija ir zemāka kā katla iekārtām, kas strādā ar mazutu vai dabasgāzi, kas lielākoties tiek izmantotas LR teritorijā.

Latvijas Republikas likumdošanas aktos ražošanas pēc minētās tehnoloģijas nav paredzētas.

Kaitīgo vielu emisijas atmosfērā no TERMOKOKSS ražošanas salīdzinošā novērtējuma veikšanai tika veikti izmešu aprēķini no katla iekartām, kas kā kurināmo izmanto mazutu un dabasgāzi. Tieši šie kurināmā veidi galvenokārt tiek izmantoti LR. Salīdzinošo analīzi ar izmešu mērījumu rezultātiem no analoģiskas ražošanas Krievijā veica Krasnojarskas apgabala akreditēta apkārtējās vides monitoringa laboratorija. Rezultāti sniegti 1.un 2.tabulā.

Saskaņā ar Ministru kabineta 2002.gada 20.augusta noteikumu Nr.379  „Kārtība, kādā novēršama, ierobežojama un kontrolējama gaisu piesārņojošo vielu emisija no stacionāriem piesārņojuma avotiem” 3.pielikumu kaitīgo vielu emisijas robežkoncentrāciju normatīvi no TERMOKOKSS tehnoloģijai analoģiskas ražošanas nav paredzēti. Minētajā normatīvajā aktā ir paredzētas kaitīgo vielu izmešu pieļaujamās robežvērtības dažādas jaudas sadedzināšanas iekārtām. Šie rādītāji tika izmantoti salīdzinošajā analīzē 1. un 2.tabulā.

 

Saskaņā ar Ministru kabineta 2003.gada 22.aprīļa noteikumu Nr.200 “Noteikumi par stacionāru piesārņojuma avotu emisijas limita projektu izstrādi” 8.1.punktu, ja piesārņojošajai darbībai no jaunas ražošanas nav normatīvu apkārtējās vides piesārņojumu daudzuma noteikšanai un tās novērtēšanai, drīkst izmantot analoģiskas vai identiskas ražošanas instrumentālo mērījumu rezultātus. Tāpēc, izvietojot ražošanu  LR teritorijā atļaujas saņemšanai piesārņojošai darbībai, nepieciešams, lai ES akreditēta laboratorija veiktu instrumentālos mērījumus no analoģiskas ražošanas un tiktu veikta izmešu izkliedēšana pēc LR atzītām programmām, piesaistot to konkrētai ražošanas izvietojuma vietai.

 

2.      Ražošanas kategorijas noteikšana pēc piesārņojošās darbības LR teritorijā

 

Saskaņā ar Ministru kabineta 2002.gada 9.jūlija noteikumu Nr.294 “Kārtība, kādā piesakāmas A, B un C kategorijas piesārņojošas darbības un izsniedzamas atļaujas A un B kategorijas piesārņojošo darbību veikšanai” 1.pielikumu ražošana pēc TERMOKOKSS tehnoloģijas pēc piesārņojošās darbības līmeņa tiek klasificēta kā B kategorijas ražošana:

„4.19. gāzes un koksa rūpnīcas NACE kods 11 + 23”.

 

3.      Kaitīgo vielu satura dūmgāzēs salīdzinājums

 

1.tabula

Izmešu satura salīdzinājums no dažāda veida kurināmā oksidācijas procesu tehnoloģijām iekārtām ar jaudu līdz 10 MW

 

 

2.tabula

Izmešu satura salīdzinājums no dažāda veida kurināmā oksidācijas procesu tehnoloģijām iekārtām ar jaudu 10-50 MW

 

4.      Secinājumi

 

• Ogļu pārstrādes TERMOKOKSS tehnoloģija ir cietā kurināmā autotermiskās gazifikācijas veids uz gaisa pūsmas. Piedāvājamās tehnoloģijas īpatnība un ekoloģiskā priekšrocība ir procesa „pretējais siltuma vilnis” shēmas pielietošana, pateicoties kam termiskās sadalīšanās kaitīgie produkti tiek pakļauti uguns neitralizēšanai.
• Izejvielas ir tikai ogles un gaiss, bet iegūtie produkti ir vidējas temperatūras kokss un deggāze.
• TERMOKOKSS tehnoloģijā visi organiskie savienojumi sašķeļas un gazificējas aparātā iekšā, bet deggāze nesatur putekļus un sveķainas vielas. To sadedzinot pat bez papildus attīrīšanas, putekļu, slāpekļa oksīdu, oglekļa oksīda un sēra īpatnējā emisija ir zemāka kā katla iekārtām, kas strādā ar mazutu vai dabasgāzi, kas lielākoties tiek izmantotas LR teritorijā
• Notekūdeņu no ražošanas nav.
• TERMOKOKSS tehnoloģija ir izmēģināta praksē, vienkārša izpildē, ekoloģiski droša attiecībā pret tradicionālo koksa ražošanas tehnoloģiju.

·        Kaitīgo vielu emisijas robežkoncentrāciju normatīvi izmešos atmosfērā no TERMOKOKSS tehnoloģijai analoģiskas ražošanas LR nav paredzēti.

• Izvietojot ražošanu LR teritorijā, atļaujas saņemšanai piesārņojošai darbībai nepieciešams, lai ES akreditēta laboratorija veiktu instrumentālos mērījumus no analoģiskas ražošanas un tiktu veikta izmešu izkliedēšana pēc LR atzītām programmām, piesaistot to konkrētai ražošanas izvietojuma vietai.
• Latvijas Republikā ražošana pēc TERMOKOKSS tehnoloģijas pēc piesārņojošās darbības līmeņa tiek klasificēta kā B kategorijas ražošana.

 

Piesārņojošo vielu emisijas atmosfērā aprēķins

(salīdzinošais)

 

1.      Pamatdati

 

Uzstādītā katla tips un jauda:  10 MW

 

 

* - TERMOKOKS tehnoloģijai Latvijā nav uzstādīti normatīvi.

 

2.      Izmešu aprēķins

 

2.1. Gaistošo pelnu un nesadeguša kurināmā izmeši.

 

Mc.d. = B x Ar x Gaizn ./(100-Haizn) x (1-  N3),  kur

 

B -  kurināmā patēriņš (g/s, t/g)

Gaizn  - aiznesta pelnu daļa, %

Haizn – kurināmā saturs aiznešanā, %

N3 – cieto daļiņu daļa, kura aizturēta pelnu uztvērējā, N3= 0

Mazuts:

Mc.d. =146 x 0,1 x 0,01 = 0,146 g/s

Dabas gāze:

Mc.d. = 0

 

2.2. Sēra dioksīda izmeši

 

MSO2. = 0,02 x B x Sr x ( 1-N*SO2) /(1- N**SO2)

 

Mazuts:

MSO2 = 0,02 x 146 x 1,0 x (1-0,02) = 2,86 g/s

Dabas gāze:

MSO2 = 0

 

2.3. Oglekļa oksīda izmeši

 

MCO = 0,001 x CCO x B x  (1 - q4/100)

CCO = q3 x R x Qz

 

Mazuts:

MCO = 0,001 x 146 x 0,15 x 0,65 x 40,3 x (1 – 0,5/100) = 0,571 g/s

Dabas gāze:

MCO = 0,001 x 166 x 0,09 x 0,5 x 33,52 x (1 – 0,5/100) = 0,249 g/s

 

2.4. Slāpekļa dioksīda izmeši

 

MNO2 = 0,001 x B x Qz x KNO2  x (1 - B) x (1 - q4/100)

 

Mazuts:

MNO2 = 0,001 x 146 x 40,3 x 0,09 x 0,995 = 0,527 g/s

Dabas gāze:

MNO2 = 0,001 x 166 x 33,52 x 0,09 x 0,995 = 0,498 g/s

 

3.      Piesārņojošo ingredientu koncentrācijas dūmgāzēs noteikšana

 

Veicam pārrēķinu no ingredientu daudzuma Mi g/s uz koncentrāciju

Ci mg/m³

Ci = Mi/ B x V_d x (1- q4/100) x 10⁶   (mg/m³ )

 

Teorētiskais degšanai nepieciešamais gaisa daudzums:

Mazuts:

V⁰ = 10,77 m³/kg

Dabas gāze:

V⁰ = 8,96 m³/nm³

 

Dūmgāžu teorētiskais tilpums:

Mazuts:

V⁰_d= 11,63 m³/kg

Dabas gāze:

V⁰_d= 8,96 m³/nm³

 

Dūmgāžu faktiskais kopējais tilpums normālos apstākļos:

Mazuts:

V_d = 11,63 + 1,0161 x (1,167 – 1) x 10,77 = 13,46 m³/kg

Dabas gāze:

V⁰_d= 8,96 + 1,0161 x (1,4 – 1) x 7,22  = 10,15 m³/ m³

 

3.1. cieto daļiņu koncentrācija dūmgāzēs

Mazuts:

Cc.d. =0,146/ 146 x 13,46 x (1 – 0,5/100) x 10⁶= 75 mg/ m³

Dabas gāze:

Cc.d. = 0

 

3.2. Oglekļa oksīda koncentrācija dūmgāzēs:

Mazuts:

Cco = 0,571/ 146 x 13,46 x (1 – 0,5/100) x  10⁶= 292 mg/ m³

Dabas gāze:

Cco = 0,249/166 x 10,48 x  (1 – 0,5/100) x 10⁶= 144 mg/ m³

 

3.3. Slāpekļa dioksīda koncentrācija dūmgāzēs:

 

Mazuts:

CNO2 = 0,527/ 146 x 13,46 x (1 – 0,5/100) x 10⁶= 270 mg/ m³

Dabas gāze:

CNO2 = 0,498/ 166 x 10,48 x (1 – 0,5/100) x 10⁶= 288 mg/ m³

 

3.4. Sēra dioksīda koncentrācija dūmgāzēs:

 

Mazuts:

CSO2 = 2,86/ 146 x 13,46 x (1-0,02)  x (1 – 0,5/100) x 10⁶= 1573 mg/ m³

Dabas gāze:

CSO2 = 0