Анализ технологических условий образования и выгорания канцерогенных ПАУ в продуктах сгорания котлов

ЦЕЛЬ. Обоснована и подтверждена необходимость установления нормативов выбросов высокотоксичных веществ, обладающих канцерогенными свойствами, в условиях реализации новых принципов государственного регулирования природоохранной деятельности на энергетических предприятиях. Выполнен анализ особенностей образования и выгорания канцерогенных полициклических ароматических углеводородов в дымовых газах котлов при сжигании углей в низкотемпературных условиях топочного процесса. На основе проведенного анализа рассчитаны суммарные и частные показатели вредности дымовых газов с целью оценки и прогнозирования общей токсичности продуктов сгорания углей с учетом вклада канцерогенных веществ.

МЕТОДЫ. При расчетной оценке общей токсичности дымовых газов применен системный анализ и обобщение экспериментальных данных по содержанию канцерогенных и неканцерогенных полициклических ароматических углеводородов в продуктах сгорания котлов малой мощности.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате выполненного исследования определен вклад канцерогенных и неканцерогенных полициклических углеводородов в общую токсичность дымовых газов котлов при сжигании азейского, мугунского, черемховского и тугнуйского угля. Показано, что такие вещества как бенз(а)пирен, флуорантен, пирен и фенантрен в значительной степени от 38,8 до 53,6 % оказывают влияние на уровень суммарного показателя вредности продуктов сгорания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты исследования могут найти применение на энергетических предприятиях на этапе обоснования внедрения режимно-технологических и природоохранных мероприятий с целью разработки мероприятий повышения экологической эффективности за счет технологического нормирования канцерогенных выбросов.

1. Zhang Y., Tao S. Global atmospheric emission inventory of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) for 2004 // Atmospheric Environment. 2009. №43 (4). pp. 812-819. doi: 10.1016/j.atmosenv.2008.10.050

2. Ding J., Zhong J., Yang Y., et al. Occurrence and exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and their derivatives in a rural Chinese home through biomass fuelled cooking // Environmental Pollution. 2012. №169. pp. 160-166. doi: 10.1016/j.envpol.2011.10.008

3. Okuda T., Okamoto K., Tanaka S., et al. Measurement and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the aerosol in Xi'an, China, by using automated column chromatography and applying positive matrix factorization (PMF) // Science of the Total Environment. 2010. № 408 (8). pp. 1909-1914. doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.01.040

4. Gao B.,Wang X.M., Zhao X.Y., et al. Source apportionment of atmospheric PAHs and their toxicity using PMF: Impact of gas/particle partitioning // Atmospheric Environment. 2015. №103. pp. 114-120. doi: 10.1016/j.atmosenv.2014.12.006

5. Yan D., Wu S., Zhou S., et al. Characteristics, sources and health risk assessment of airborne particulate PAHs in Chinese cities: A review // Environmental Pollution. 2019. №248. pp. 80- 814.

6. Росляков П.В., Кондратьева О.Е., Альмгрен А. Р., Сивцева С.А., Бурченко В.Д. Технические и экономические проблемы и риски внедрения наилучших доступных технологий на российских ТЭС // Новое в российской электроэнергетике. 2021. № 1. С. 15-20.

7. Росляков П.В., Черкасский Е.В., Гусева Т.В., и др. Технологическое нормирование объектов теплоэлектроэнергетики: наилучшие доступные технологии и нормы общего действия // Теплоэнергетика. 2021. № 10. С. 1-13.

8. Злобин В. Г., Зверев Л. О. Повышение эффективности котельных установок на жидком топливе // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. 4. С. 24-31.

9. Кропп Л.И., Залогин Н.Г., Яновский Л.П. Показатель суммарной вредности продуктов сгорания энергетических топлив // Теплоэнергетика. 1978. №10. С. 47-49.

10. Росляков П.В., Закиров И.А., Ионкин И.Л., и др. Оценка суммарной вредности уходящих газов котельной установки // Теплоэнергетика. 2005. № 9. С. 30-34.

11. Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В., и др. Экспериментальное определение выбросов сажи и ПАУ котельными и домовыми печами // Известия РАН. Энергетика. 2000. № 3. С. 107-117.

12. Мешалкин В.П., Росляков П.В., Гусева Т.В., Дови В.Дж. Новые технологические показатели выбросов золы твердого топлива и диоксида серы для тепловых электростанций и наилучшие доступные технологии очистки газов // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 8. С. 40-46.

13. Иваницкий М.С. Токсичность уходящих газов твердотопливного котла КЕ - 25 - 14С // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. № 1. С. 77-84.

14. Кудряшов А.Н., Коваль Т.В., Ижганайтис М.И. Опыт сжигания композиционного топлива на основе угольного шлама на ТЭЦ Иркутской области // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т 23. № 1. С. 33-45.

15. Куролап С.А., Петросян В.С., Клепиков О.В., и др. Оценка влияния метеорологических параметров на техногенное загрязнение канцерогеноопасными химическими веществами воздушного бассейна города Воронежа // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 2. С. 60-65.