Energie și Mediu

Substantele poluante emise de instalatiile energetice; efectele nocive ale poluatiei

Dezvoltarea societatii moderene Implica un important consum de energie. Principalele tipuri de unitati industrial care produc energie electrica sunt:

- Centralele termoelectrice clasice care folosesc combustibili fosili (carbune, pacura, gaze nat)

- Centrale hidroelectrice care folosesc forta apei pentru a produce energie electrica

- Centrale nucleare – electrice

- Unitati care folosesc sursele alternative de energie (energie eoliana, energie geotermala, energie solara)

Functionarea centralelor termoelectrice clasice in care se ard combustibili fosili conduce la evacuarea in atmosfera unei importante cantitati de substante poluante:O,CO2,SO2,,SO3,NOX(oxizi de azot),praf de cenusa.

Impreuna cu centralele termoelectrice un numar important de cantitati industrial evacueaza zilnic in mediu ambient cantitati importante de substante poluante. Orice substanta rezultata din procese fizice, chimice si biologice care raspandita in mediu dauneaza constituentilor acestuia, afecteaza sanatatea oamenilor si deterioreaza bunurile material, poarta denumirea de substanta poluanta. Substanta poluanta poate fi in stare solida, lichida, gazoasa sau sub forma de energie si odata introdusa in mediu ambiant strica echilibru componentelor acestuia. Sursele poluarii permanente sunt diversificate si numai simpla lor insiruire pune in evidenta poricolul la care este pusa.

Astfel combinatele chimice emit in atmosfera oxizi de sulf, oxizi de azot,acizi si fosforul. Fabricile de soda emana clor, fabricile de aluminiu emana folr, fabricile de ciment emana praf.chiar si prin cosurile de fum ale imobilelor de locuit sunt evacute in atmosfera cantitati importante de sunstante importante. Amploarea si primejdia acestor substante se explica pe deoparte prin Inaltimea mica la care sunt evacute in atmosfera (din acest motiv imprastierea lor in atmosfera fiind foarte slaba) si pe de alta parte prin continutul ridicat de substante nerase explicabil prin temperaturile scazute la care se desfasoara procesul de ardere.

Gazelle evacute prin tevile de esapament ale autovehiculelor polueaza atmosfera prin importante cantitati de monoxid de carbon acizi de azot HCl, acid bronhidic, compusi ai plumbului. In multe state dezvoltate ale lumii amploarea emisiilor poluante ale autovehiculelor o depaseste pe cea a instalatiilor de ardere stationare care produc energie electrica.

Din punct de vedere ecologic exista deosebire destul de importante intre diferitele categorii de poluanti, astfel se deosebesc :

- Noxe care dauneaza direct organismului uman SO2 (bioxid de sulf),NO2, CO (monoxid de carbon)

- Noxe care actioneaza direct asupra vegetatiei: SO2, NO2

- Noxe persistente in soluri care in cazul lantului trofic planta – animal – om se acumuleaza devenivd toxice pentru organismul uman: plumb (Pb),As, Cd

- Noxe care stau la baza formarii de acizi: SO2,SO3(trioxid de sulf) NO2.

- Noxe care determina factorii de infulenta ai climei conducand la aparitia efectului de sera al pamantului (CO2) si la distrugerea stratului natural de ozon din troposfera (N2O).

Efectele nocive ale oxizilor de sulf

3 4 SO2 SO3

1

2

Cenusa 5

6

Zgurit cenusa Fig.1

In figura 1 este prezentata schema de principiu a unui cazan de abur care foloseste drept combustibil praf de carbine. Acest cazan este parte component a unui grup energetic care produce energie electrica. Cazanul are rolul de a probuce aburul energetic folosid energia termica obtinuta prin arderea carbunelui. Aburul produs de cazan este trimis intr-o turbina cu abur constituita dintr-un arbore pe care sunt montate mai multe palete rotorice. Aburul loveste aceste palete si pune rotorul turbinei in miscare de rotatie. Rotorul turbinei este cuplat cu rotorul unui generator electric. Energia electrica produsa de generatorul electric este trimisa apoi spre consumatorii sistemului energetic national. Semnificatia notatiilor din figura 1:

1. Focarul cazanului de abur – acea parte a cazanului in care are loc arderea prafului de carbine

2. Arzatoarele ale combustibilului – instalatii de ardere folosite pentru arderea parfului de carbine

3. Gaze de ardere rezultate in urma arderii de carbine care contin SO2, SO3

4. Instalatie electrica pentru retinerea prafului de cenuse din gazele de ardere inainte de evacuarea acestora in mediu prin cosul de fum al cazanului

5. Ventilator de gaze de ardere care are rolul de a expira gazelle de ardere prin focarul cazanului, refulandu-le apoi spre cosul de fum

6. Cosul de fum al cazanului, instalatia prin care gazele de ardere sunt evacuate in atmosfera.

Din cantitatea totala de sulf existenta in compozitia combustibilului cea mai mare parte se transforma in timpul arderii cambustibilului in: SO2 (95%),SO3(5%)

Transformarea SO2in SO3 se produce in flacara la temperaturi de peste 800 oC , dar si pe canale de evacuare a gazelor de ardere de la focarul cazanului spre cosul de fum in prezenta oxizilor de fier care joaca rolul de catalizator. Evacuat in atmosfera sub actiunea radiatiilor ultraviolet, SO2 se imbiba cu O2 => SO2

2SO2+O2->2SO3

In anumite conditii SO3 reactioneaza cu vapori de apa din atmosfera formand H2SO4

SO3+H2O->H2SO4

SO2 si SO3 sunt substante toxice care isi fac simtita prezenta printr-un miros caracteristic.

In tabelul 1 sunt prezentata efectele necive ale SO3 la diferite concentratii in aer.