Hlavním vedlejším produktem provozu jakékoli uhelné tepelné elektrárny nebo státní okresní elektrárny je popel a struska. Jejich včasné odstranění z parních a energetických kotlů, i když ne nejnápadnější, je důležitou součástí technologického procesu. Závisí na tom jak provoz stanice, tak její vliv na životní prostředí.

Co zbylo po uhlí

Tepelné elektrárny Sibiřské elektrárenské společnosti fungují na uhlí. V rámci provozního cyklu teplárny není možné toto palivo zcela spálit. Zbývající částice tvoří strusku a popel.

Proč po spálení stejného uhlí zůstanou dva různě vypadající útvary? Část paliva stále nehoří, ale ulpívá na stěnách kotlů – tak vzniká struska. A z toho, co se spálí, se vytvoří „popel“ – to je popel. V praxi se struska a popel často souhrnně nazývají popel a struska.

Odborníci řadí většinu uhelného popela a strusky do páté třídy nebezpečnosti („prakticky neškodné“), tzn. jejich skutečné škody na lidech a přírodě jsou malé. Z hlediska úrovně ohrožení jsou tyto dva materiály srovnatelné se skořápkami vajec nebo dřevěnými štěpky. A mohou (a měly by!) být použity v průmyslu.

Dvě cesty

V samotných tepelných elektrárnách není popel a struska potřeba – jsou odesílány do speciálních skladovacích zařízení a skládek popela. Nejprve se však z kotle vyjmou pevnou nebo kapalnou metodou. To se děje přímo při spalování paliva.

Hlavním rozdílem mezi těmito metodami je teplota v zóně spalování paliva. V solidní technologii využívají energetici relativně nízké teploty spalování uhlí (cca +1400 °C). Výrobní odpad je chlazen ve speciální nálevce instalované ve spodní části kotle. Tam sesbíraný popel a struska ztvrdnou a po kusech padají do sběrné násypky.

U kapalinové metody jsou teploty při podobném procesu mnohem vyšší – až +1700 °C. Potřebné teplo vytváří zóna aktivního spalování. Kotel s touto metodou je vybaven otvorem, otvorem pro kohout. Skrze něj proudí popel a struska roztavený při spalování tenkými proudy do nádoby, kde je granulován s vodou a následně odstraněn.

Konec cyklu je v obou případech stejný. Popel a struska vstupují do odváděcího kanálu a jsou posílány na skládku.

Hledání rovnováhy

Volba metody není jednoduchá otázka, její řešení závisí na různých okolnostech, od druhu paliva až po vlastnosti zařízení konkrétní tepelné elektrárny nebo státní okresní elektrárny. Hnědé uhlí Borodino, projektové palivo pro tepelné elektrárny krasnojarské pobočky SGK, umožňuje použití obou technologií. A do popředí se dostávají další faktory: životnost kotlů, jejich konstrukční vlastnosti, účinnost zařízení na sběr popela.

ČTĚTE VÍCE
Jak uchovávat solené ryby?

Pevné odstranění popela a strusky umožňuje provoz stanice s menšími tepelnými ztrátami díky použití relativně nízkých teplot spalování. ОZároveň snižují objem emitovaných tepelných oxidů (např. oxid dusíku) dvojnásobně až trojnásobně ve srovnání s alternativní technologií.

Ale tekuté odstraňování strusky má něco, čím „zakryje karty“ svého konkurenta. Vysoké teploty umožňují spalovat uhlí efektivněji a shromažďovat více zbývajícího prachu. Při solidní technologii stoupá až 95 % popela spolu se spalinami, ale moderní systémy sběru popela s účinností nad 99 % si s nimi poradí.

Kombinace obou technologií vyvažuje jejich klady a zápory. Proto například v krasnojarských tepelných elektrárnách CHPP-1 a CHPP-2 energetici používají obě technologie na různých kotlích.

Někdy se na stanicích přechází z kapalného způsobu odstraňování strusky na pevný, aby se snížily tepelné ztráty a emise oxidů dusíku. Tento přechod není možný bez doprovodných technických opatření. Specialisté nejprve změní polohu hořáků na uhlí a konfiguraci topeniště kotle tak, aby bylo dosaženo požadovaných teplot. Taková práce byla provedena v roce 2020 na jednom z energetických bloků státní okresní elektrárnou Nazarovskaya SGC.

Každý ví, že existuje takový problém, jako je likvidace pevného odpadu. Málokdo si ale uvědomuje, že každý rok země vyprodukuje dalších 30 milionů tun popela a struskového odpadu (ASW) ze spalování uhlí v tepelných elektrárnách. Stejné množství jako domovní odpad a pouze 10 % z tohoto objemu se recykluje. Vše ostatní je uloženo v blízkosti měst nebo v rámci městských hranic. V první části naší studie vám prozradíme, proč je taková čtvrť nebezpečná. V druhé části nabídneme ekonomicky schůdné možnosti řešení problému.

Oldtimeři ze spodní části žebříčku

Tradiční energetika je už deset let pohřbena. Produkce uhlí a dalších fosilních zdrojů energie ve světě přitom jen roste. Především díky Číně, která ho spotřebuje stejně jako všechny ostatní země světa, a jihovýchodní Asii. I „zelené“ auto Tesla vyžaduje k nabíjení elektřinu. K jeho získání potřebuje většina zemí ještě spalovat uhlí a uhlovodíky (odmítání „nebezpečné“ jaderné energie progresivním světem výrazně zvyšuje podíl takto vyrobené energie).

Popelové a struskové plantáže v městských oblastech jsou nasyceny těžkými kovy a toxiny

ČTĚTE VÍCE
Jak léčit hrdlo řepou?

Koncový spotřebitel si většinou neláme hlavu se složitostmi technologie spalování uhlí a likvidace odpadu z tohoto procesu. Pokud nebydlíte v těsné blízkosti tepelné elektrárny, nevidíte, kolik tun popela je uloženo na volných plochách. Plantáže a hromady popela a struskového odpadu ve městě každým dnem rostou, často nasycené těžkými kovy a toxiny.

V Rusku bylo odcizeno pro využití tepelných elektráren asi 20 tisíc km2 pozemků (území Izraele nebo Slovinska), na kterých je uloženo 1,3-1,5 miliardy tun odpadu ze spalování uhlí. Elektrárny navíc ročně vyprodukují až 30 milionů tun odpadu. Většina skládek je přeplněná a mnoha tepelným elektrárnám hrozí uzavření podle stávajících norem.

V Rusku se pouze 3 miliony tun popela, ne více než 10 % z celkového množství ročně vyprodukovaného odpadu, využívají k dalšímu zpracování ve stavebnictví, silničním stavitelství a dalších průmyslových odvětvích. Ve vyspělých zemích se recykluje 70-95 % produkce ASW a v Nizozemsku a Dánsku – 100 %.

V posledních letech dovážejí skandinávské společnosti popel a podobný průmyslový odpad z Polska a Bulharska.
a další země za záporné náklady. V absolutním objemu zpracování (až 30 milionů tun ročně) je Indie, kupodivu, na prvním místě v žebříčku.

Indové se celkově o životní prostředí nestarají; zpočátku zde našli ekonomickou pobídku: na počátku 90. let indičtí inženýři přišli s vlastní technologií výroby cihel z uhelného popela bez použití přírodní hlíny. Výsledkem je revoluce ve stavebnictví, mnohonásobné zvýšení tempa rozvoje a příliv zahraničních investic do země.

Problém likvidace ASW nevznikl dnes ani včera. Téměř každý rok, od roku 2008, se v Rusku konají konference, setkání a sympozia na téma recyklace popela a struskových odpadů. Do roku 2030 existuje státní program „Energetická účinnost a energetický rozvoj“, který stanovuje cíle pro využití odpadů.
Existují regionální programy. Ale efekt z nich je zatím prakticky nulový.

Výsledkem nekonečných jednání bylo, že odpady z tepelných elektráren byly přejmenovány na popel a struskové materiály (popel a struskové materiály), aby se sémanticky naznačila jejich zvláštní hodnota pro průmysl. Bohužel se věc dále neposunula.

Nebezpečnější než pevný odpad

Stát je tímto problémem znepokojen především z hlediska životního prostředí. Vzhledem k tomu, že rok 2017 byl v Rusku vyhlášen rokem ekologie, pojďme se blíže podívat na problém škod způsobených ASW. V druhé části nabídneme ekonomicky výhodná řešení pro likvidaci popela a struskových materiálů. To znamená, že vám řekneme, jak vydělat dobré peníze z popela. Ideální varianta pro partnerství s veřejností: za zavedení a rozvoj programu ochrany životního prostředí je odpovědná krajská vláda a podniky to platí.

ČTĚTE VÍCE
Proč kopr roste špatně?

Nebudete tomu věřit, ale v progresivních Spojených státech amerických nebyly emise popela a struskového odpadu až do roku 2014 státem regulovány. Poprvé se zde o problému hovořilo v roce 2008, kdy bylo 120 hektarů zemědělské půdy v Tennessee kontaminováno ASW. Do místních řek natekla téměř miliarda tun odpadu, čímž se celá oblast stala neobyvatelnou.

V Rusku bylo zaznamenáno několik případů nehod způsobených únikem chemického odpadu. V roce 1988 v Irkutsk CHPP-11 směs ledu, vody a popela a struskového odpadu prorazila 10metrovou hráz a rozšířila se po rovině v délce 3,5 km. V důsledku toho veškerý toxický odpad proudil do Angary. K podobné epizodě došlo v roce 1999 v Krasnojarském CHPP-2.