Экологическая и экономическая оценка замены гидразина гидрата на карбогидразид на ТЭЦ

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативно-правовые аспекты применения реагентов в теплоэнергетике России

1.1. Современное состояние водно-химических режимов на ТЭЦ и экологические вызовы

1.2. Сравнительная характеристика физико-химических свойств и токсикологического воздействия деоксидантов

1.3. Государственное регулирование и экологическое нормирование сбросов энергетических предприятий

1.4. сравнительная характеристика гидразина и карбогидразида как у реагентов для защиты теплосетевого оборудования

Глава 2. Анализ экологической безопасности и технического состояния объекта исследования

2.1. Технико-экологическая характеристика системы водоподготовки рассматриваемой ТЭЦ

2.2. Оценка объемов образования и состава сточных вод при использовании гидразин-гидрата

2.3. Методы мониторинга содержания азотсодержащих соединений в природных средах

2.4. сравнительная оценка эксплуатационных характеристик порошкообразного и жидкого гидразина в условиях ТЭЦ

2.5. экономия на химических промывках котлов за счет использования карбогидразида

Глава 3. Эколого-экономическое обоснование внедрения карбогидразида

3.1. Расчет снижения антропогенной нагрузки на водные экосистемы и атмосферный воздух

3.2. Оценка экономической эффективности замены реагентов через снижение экологического налога и операционных затрат

3.3. Формирование регламента безопасного обращения с реагентами в рамках устойчивого природопользования

3.4. расчет экономической эффективности внедрение НДт снижение эксплуатационных затрат

3.5. нормы качества и конденсата, влияние на электропроводимость и ph

3.6. сравнительный расчет расхода годового расхода реагентов с выводом

3.7. расчет предотвращенного экологического ущерба

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Экологическая и экономическая оценка замены гидразина гидрата на карбогидразид на ТЭЦ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования определяется необходимостью модернизации технологических процессов водоподготовки на российских теплоэлектроцентралях в условиях ужесточения экологического законодательства и перехода энергетических предприятий на принципы наилучших доступных технологий. Применение гидразина гидрата в качестве деоксиданта на ТЭЦ России сопряжено с высоким уровнем токсичности реагента, что создает значительную антропогенную нагрузку на водные экосистемы и атмосферный воздух через сбросы сточных вод и выбросы продуктов разложения. Ежегодно российская теплоэнергетика использует тысячи тонн гидразина гидрата, что приводит к накоплению азотсодержащих токсичных соединений в компонентах природной среды, превышению предельно допустимых концентраций в водоемах-приемниках сточных вод и возникновению профессиональных заболеваний персонала энергообъектов. В соответствии с требованиями Федерального закона № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» и информационно-техническими справочниками по НДТ в сфере теплоэнергетики, российским предприятиям необходимо осуществлять поэтапный переход на менее опасные реагенты при сохранении технологической эффективности процессов защиты теплосетевого оборудования от коррозии.

Карбогидразид представляет собой перспективную альтернативу гидразину гидрату, поскольку обладает существенно меньшей токсичностью, не образует канцерогенных продуктов разложения и обеспечивает эффективное связывание растворенного кислорода в теплоносителе. Внедрение карбогидразида на ТЭЦ позволяет снизить класс опасности используемых химических веществ с первого на четвертый, что соответствует современным международным и российским стандартам экологической безопасности промышленных предприятий. Одновременно замена реагента способствует снижению эксплуатационных затрат за счет уменьшения частоты химических промывок котельного оборудования, сокращения платежей за негативное воздействие на окружающую среду и оптимизации логистических издержек при транспортировке и хранении менее опасного вещества.

Степень разработанности проблемы в отечественной науке характеризуется наличием значительного массива публикаций по водно-химическим режимам ТЭЦ, однако комплексные эколого-экономические исследования замены гидразина гидрата на карбогидразид в российских условиях представлены ограниченно и требуют систематизации с учетом специфики действующего природоохранного законодательства [1, c. 15]. Российские ученые ВНИИ технической физики и автоматизации, Института проблем комплексного освоения недр РАН и кафедр экологии ведущих технических университетов исследовали отдельные аспекты применения деоксидантов, однако отсутствует целостная методика оценки предотвращенного экологического ущерба при переходе на карбогидразид применительно к конкретным энергетическим объектам с учетом региональных особенностей природопользования.

Цель работы – провести комплексную экологическую и экономическую оценку замены гидразина гидрата на карбогидразид на теплоэлектроцентрали для обоснования целесообразности внедрения менее токсичного реагента в рамках устойчивого природопользования.

Задачи исследования:

• проанализировать современное состояние водно-химических режимов на российских ТЭЦ и выявить основные экологические вызовы, связанные с применением токсичных деоксидантов;
• выполнить сравнительную характеристику физико-химических, токсикологических и эксплуатационных свойств гидразина гидрата и карбогидразида как реагентов для защиты теплосетевого оборудования;
• оценить объемы образования и состав сточных вод при использовании гидразина гидрата на рассматриваемой ТЭЦ с определением антропогенной нагрузки на водные экосистемы;
• рассчитать снижение антропогенной нагрузки на компоненты природной среды при переходе на карбогидразид;
• выполнить оценку экономической эффективности замены реагентов через расчет снижения экологических платежей, эксплуатационных затрат и предотвращенного экологического ущерба;
• разработать регламент безопасного обращения с реагентами и рекомендации по внедрению карбогидразида в рамках перехода на наилучшие доступные технологии.

Объект исследования – система водоподготовки и водно-химический режим теплоэлектроцентрали, использующей деоксиданты для защиты теплосетевого оборудования от кислородной коррозии.

Предмет исследования – экологические и экономические последствия замены гидразина гидрата на карбогидразид в технологическом процессе водоподготовки ТЭЦ.

Методологическая база исследования включает теоретические основы экологического нормирования, методы оценки воздействия на окружающую среду, теорию устойчивого природопользования и концепцию наилучших доступных технологий в энергетике. В работе применены инструментальные методы химического анализа состава сточных вод, расчетные методы определения массы загрязняющих веществ в выбросах и сбросах, методы расчета платы за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с постановлением Правительства РФ № 913, а также методика оценки предотвращенного экологического ущерба на основе удельных показателей экономического ущерба от загрязнения водных объектов и атмосферного воздуха [2, c. 42]. Нормативно-техническая база представлена Федеральным законом № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», Федеральным законом № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха», ГОСТ Р 56059-2014 «Производственный экологический мониторинг», СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и безвредности для человека факторов среды обитания», информационно-техническими справочниками НДТ ИТС 38-2017 «Производство тепловой энергии, электрической энергии и пара» и нормативно-методическими документами Росприроднадзора. Источниковая база исследования включает данные производственного экологического контроля рассматриваемой ТЭЦ, государственные доклады Минприроды России о

…