Izvori emisije polutanata vazduha

doc. dr Aleksandar M. Jovovi}, dipl.ma{.in`.

Podela zagadjuju}ih komponenata vr{i se prema:• mestu nastanka (izvora),• agregatnom stanju,• posledicama prisustva zagadjuju}ih komponenata u atmosferi i dr.

Aktivnost Emitovane zagadjuju}e komponenteEta`no grejanje CO, CO2, NOx, SOx, ~adj, dim,Kuvanje i pe~enje masno}e (u ~vrstom, te~nom i parnom stanju), ~estice,

mirisi,i{}enje pare raznih vrsta razredjiva~a i sli~nih hemikalija za

~i{}enje, ~estice, vlakna,Uredjivanje vrta pesticidi, djubriva (neka su veoma toksi~na),Slikanje pare razredjiva~a i drugih hemikalija,

Komponenta urbanizacijeKomponenta`ivotne sredine Broj stanovnika i gustina

naseljenostiKori{}enje zemlji{ta Transport Usluge

Atmosfera

pove}ana emisija CO2,smanjeno nastajanje O2, kaorezultat {irenja gradskihsredina kr~enjem {uma

povi{enje srednjetemperature za ve}inuurbanih sredina

zagadjenje vazduhasagorevanjem goriva,stvaranje fotohemijskogsmoga, emisija olova iznekih motora SUS

emisije zagadjuju}ihkomponenata izpostrojenja zasagorevanje, deponijeotpada i sl.

Hidrosfera pove}ani zahtevi za izvorimavode

ve}e kori{}enjehidrolo{kih resursa {toizaziva ve}ezagadjenje

padavine i povr{inskevode zagadjene olovom;zagadjenje okeana i reka(plovni putevi)

zagadjenje podzemnihvoda procednimvodama iz deponija ikanalizacije

Litosfera pove}ano pretvaranjeobradivog zemlji{ta u urbano

velike promene zbogizgradnje objekata

uni{tavanje predelaizgradnjom puteva i sl.

zagadjenje tladeponijama otpada isli~nim postrojenjima

Uticaj na ljude psiholo{ki uticaji na~ina `ivotau gusto naseljenim regionima -

pove}ani nivo buke,zdravstveni problemi zbogzagadjenja vazduha

-

Tabela 1. Uticaji urbanizacije na `ivotnu sredinu

Tip aktivnosti@ivotna sredina

eksploatacija prerada transport kori{}enje i odlaganje

te~na fosilna gorivaemisija H2S i ugljovodonikakao rezultat izbijanja napovr{inu

emisija SO2, H2S, CO2,NOx i CmHn iz rafinerija

- emisija SO2, CO2 iugljovodonika

prirodni gasemisije gasova i H2Stokom akcidentnog izbijanjana povr{inu

emisija SO2, H2S iugljovodonika iz gasnihpostrojenja

- emisija CO2 i NOx

ugalj -

emisija SO2, ipolinuklearnih aromati~nihugljovodonika izpretvaranja (prerade)ugljeva u gasovita ili te~nagoriva

- emisija SO2, NOx, CO2

i ~vrstih ~estica

nuklearna energija - akcidenti; emisija Radonaiz prerade rude

- -

hidroenergija - - - -

Tabela 2. Uticaj upotrebe razli~itih vrsta energenata na zagadjenje atmosfere

Prema agregatnom stanju zagadjuju}e komponente se mogu podeliti na ~vrste, te~ne i gasovite.

^vrste ~estice se javljaju iz skoro svih energetskih postrojenja, kao i iz postrojenja za pripremu, preradu ruda, preradu otpada i sl., ali sa stanovi{ta za{tite `ivotne sredine poseban zna~aj ima emisija ~vrstih ~estica sa sadr`ajem te{kih metala.

Gasovite zagadjuju}e komponente mogu se klasifikovati kao neorganske i organske.Neorganske gasovite zagadjuju}e komponente su:

•jedinjenja sumpora•jedinjenja azota•oksidi ugljenika•halogeni i jedinjenja halogena•cijanidi•amonija~na jedinjenja

Organske zagadjuju}e gasovite komponente su:•ugljovodonici: parafini (metan i sl.), acetileni, olefini (etilen, butadilen,...), aromati (benze, toluen, halogeni aromati,...),•oksidi alifati~nih jedinjenja: aldehidi, ketoni, organske kiseline, alkoholi, organski hloridi, organski sulfidi i sl.

U gasovite zagadjuju}e komponente spadaju i mirisi.

Procesi sagorevanja fosilnih goriva u termoenergetskim postrojenjima i razli~iti industrijski procesi proizvodnje predstavljaju najve}i izvor emisije zagadjuju}ih komponenata, ~iji se uticaj mo`e skoncentrisati u tri oblasti:

emisija sumpornih oksida (i delimi~no azotnih oksida) koji prouzrokuju nastajenje kiselih ki{a,emisija gasova sa efektom staklene ba{te i time

pojava o{te}enja ozonskog omota~a i globalnog zagrevanja,odlaganje pepela nastalog u procesu

sagorevanja i njegov uticaj na zdravlje ljudi.

Redosled kvaliteta goriva, s obzirom na emisiju sumpor-dioksida je: prirodni gas, mrki ugalj, lignit, mazut, kameni ugalj (ako mu je udeo sumpora ve}i od udela sumpora u mazutu).

~vrste ~estice SOx CmHnLo`i{te: 300MW

kg/t goriva kg/t goriva kg/t gorivaAntracitni ugaljspra{eni 7.71⋅A* -sagorevanje na re{etci -ru~no lo`enje 0.45⋅A*

17.24⋅S*1.1

Lignitispra{eni 3.18⋅A* < 0.5ciklonsko lo`i{te 2.72⋅A* < 0.5automatsko hranjenjepe}i

3.18⋅A*13.61⋅S*

0.5

Emisioni faktori iz procesa sagorevanja uglja

* A i S (%) maseni udeli pepela i sumpora u uglju

U SRJ glavni nosilac primarne energije je lignit, koji sadr`i relativno visok udeo pepela i sumpora.

Termolektrana TENT A TENT B Kolub. B Kost. BPovr{inski kop Kolubara Kolubara Kolubura KostolacHd - (kJ/kg) 7765 8294 6700 8292W - Vlaga 50.80 51.70 47.79 39.50A - Pepeo 14.24 10.44 19.00 23.87St - Ukupni sumpor 0.39 0.39 0.50 1.29Scomb - Sagorljivi sumpor 0.30 0.36 0.35 0.71C - Ugljenik 23.66 25.26 20.83 23.28H - Vodonik 2.02 2.19 2.05 2.13N+O - azot+kiseonik 8.89 10.02 9.73 9.93

Analiza izabranih lignitnih ugljeva u SRJ (maseni udeli u %)

Radni parametri izabranih termoelektrana, izmerena emisija oksida sumpora i izra~unati emisioni faktori

TIC W A St Hd KSO2 Et (SO2) En (SO2)TER.br.kotla (MWe) (%) (%) (%) (kJ/kg) (g/m3) (t/god.) (kg/MWh)

TENT A 1 210 50.9 13.7 0.52 7823 1.201 8546 7.506TENT A 3 305 50.7 12.1 0.46 8143 1.538 13938 8.162TENT A 5 308.5 49.9 13.0 0.50 8172 1.729 16708 10.007TENT B 1 620 51.1 12.1 0.45 8041 1.460 27205 7.721Kostolac B 1 348.5 40.4 21.7 1.51 8601 5.479 55785 32.906

En(SO2) - specifi~na emisija SO2; Et(SO2) - ukupna godi{nja emisija SO2 po bloku; KSO2 - koncentracija SO2 u dimnim gasovima; TIC -ukupno instalisani kapacitet; TPC - ukupna produkcija; Specifi~ni protok goriva iznosi 1.2-1.5kg/kWh

Razli~ite vrste prevoznih i transportnih sredstava danas predstavljaju izvor jedne tre}ine ukupne emisije isparljivih organskih jedinjenja (skoro sva jedinjenja su ugljovodonici), azotnih oksida, olova, i vi{e od dve tre}ine ugljen-monoksida.

Ugljen-monoksid i isparljiva organska jedinjenja su produkti nepotpunog sagorevanja, i mogli bi se eliminisati boljim sagorevanjem goriva do ugljen-dioksida i vodene pare u motoru vozila.

Problem emisije olova je u razvijenim zemljama re{en kori{}enjem bezolovnog goriva.

Izduvni gasoviProtok NOx CmHn CORad motora

Odnosvazd./gorivo

m3/min ppm ppm ppmPrazan hod 12 0.18-0.20 30 350 17000

Vo`njagrad 13.5-14 1.13 1000 200-400 6000auto-put 13.5-14 0.99 1000 5000

Ubrzavanjedelimi~no 13.3 1.27 1700-2500 350-400 7000maksimalno 12.7 2.83-3.54 700-1200

Usporavanje -slobodno(motorom) iliko~nicama

12 0.19 60 120018000(ko~n.)

Tipi~ne koncentracije nekih zagadjuju}ih komponenata u izduvnim gasovima ~etvorotaktnog karburatorskog motora

Mali motori na ~amcima i ba{tenskim ma{inama mogu takodje doprineti ukupnoj emisiji zagadjuju}ih komponenata. Zapa`aju se zna~ajno vi{e emisije ugljovodonika iz malih dvotaktnih motora.

Emisije iz malih motora (g/(KS⋅h)

CmHnVrsta motora Izduvna

cevIsparavanje isipanje goriva

CO NOx SOx

Dvotaktni 437 22.5 1384 0.9 0.5^etvorotaktni 79.2 9.8 817 0.8 0.4

Kategorija toksi~nih organskih mikropolutanata(engl. toxic organic micropollutants-TOMPs)obuhvata brojna hemijska jedinjenja:

polihlorisani dibenzo-p-dioksini (PCDD) i

dibenzofurani (PCDF), uobi~ajeno poznati

kao dioksini i furani,

policikli~ni aromati~ni ugljovodonici

(PAH),

polihlorisani bifenili (PCB).

Ekvivalenti toksi~nosti izomera dioksina i furana

Izomer I-TEF2,3,7,8-TCDD 1drugi TCDD 01,2,3,7,8-PeCDD 0.5drugi PeCDD 01,2,3,4,7,8-HxCDD 0.11,2,3,6,7,8-HxCDD 0.11,2,3,7,8,9-HxCDD 0.1drugi HxCDD 01,2,3,4,6,7,8-HpCDD 0.01drugi HpCDD 0OCDD 0.0012,3,7,8-TCDF 0.1drugi TCDF 01,2,3,7,8-PeCDF 0.52,3,4,7,8-PeCDF 0.05drugi PeCDF 01,2,3,4,7,8-HxCDF 0.11,2,3,6,7,8-HxCDF 0.12,3,4,6,7,8-HxCDF 0.11,2,3,7,8,9-HxCDF 0.1drugi HxCDF 01,2,3,4,6,7,8-HpCDF 0.011,2,3,4,7,8,9-HpCDF 0.01drugi HpCDF 0OCDF 0.001

Radi boljeg razumevanja

Ako je koncentracija PCDD/F 1ng/m3

u sobi dimenzija 30x30x3m (ukupno 2700m3),

onda je masa PCDD/F u sobi 0.000003g

druga~ije re~eno

1 osoba na 100 svetskih populacija

Izvori TOMP

• Termoenergetika (TE i TE-TO na ugalj, te~na i gasovita fosilna goriva, biomasu, drvo)

• Postrojenja za sagorevanje otpadnih materijala

• Proizvodnja i prerada metala

• Drugi procesi (Prirodni po`ari, Proizvodnja cementa, kre~a, ~a|i i briketa, stakla, Regeneracija aktivnog uglja)

• Saobra}aj

Emisioni faktori PCDD/F

ProcesEmisioni faktor,

μgI-TEQ/tSagorevanje uglja (industr./termoelektrane) 0.04÷4.8/0.06÷0.32Sagorevanje otpadnih ulja 2÷6Sagorevanje drveta (kontaminiranog/~istog) 9÷19/1÷2Sagorev. automob. guma 18Deponijski gas- emisija sa deponije 0.32÷0.36 5)

- sagorevanje na baklji 0.022÷22 6)

- kori{}. u gasnim motor. 0.0006÷1.2 6)

Sagorevanje ^KO (stara postrojenja/nova) 184÷231/0.8Sagorevanje opasnog otp. 5÷30Sagorevanje bolni~kog otpada (stara/nova) 120÷480/20÷200Sagorev. muljevitog otp. 90÷77Regeneracija aktivnih ugljeva 0.75Krematoriji 2.4÷80 μg/po teluSagorevanje uglja u doma}instvima• mrki i lignitni ugljevi 5.3÷9.3• antracit 2.4

Komponenta Aditivnipostupak

Kre~nipostupak

Kre~nja~kipostupak

vrsta potupka suv -ubacivanje u

kotao

vla`an -apsorber

vla`an -apsorber

efikasnost 44-49% 85% 85%ukupne investicije 82546912 US$ 756001528$ 838514815$potro{nja sorbenta(CaCO3, CaO, Ca(OH)2)

1083000t/god. 278046t/god 382128t/god.

specifi~ne investicije 21.4US$/kW 196US$/kW 217.4US$/kWspecifi~ni tro{kovi 0.3128 US

centi/kWh0.8207 UScenti/kWh

0.8687 UScenti/kWh

Pregled tro{kova uvodjenja postupka ODG 1)

1) prema podacima iz 1998. i 1999. godine investicioni tro{kovi vlanih postupaka su zna~ajno smanjeni

Postupak Promena stepenaefikasnosti (%) 1)

CO(%)

CH4

(%)NOx(%)

Termoenergetski objekti i industrijski kotloviPode{avanje vi{ka vazduha + 0.5 + 2) + 15Raspodela primarnog i sekundarnog vazduha iznad plamenaugalj - 0.5 + + 25prirodni gas -1.25 + + 40te~na goriva - 0.5 + + 30Modifikacija konstrukcije gorionika za smanjenje NOxugalj -0.25 + + 35prirodni gas -0.25 + + 50te~na goriva - 0.25 + + 35Ubrizgavanje amonijaka -0.5 + + 60Selektivna kataliti~ka redukcijaugalj, prirodni gas, te~na goiriva - 1 8 + 80Recirkulacija dimnih gasova 4) -0.5 + + 40Pe}i, su{arePode{avanje vi{ka vazduha + 6.4 + + 14Modifikacija konstrukcije gorionika za smanjenje NOx 0 + + 35Privatni i komercijalni objektiKataliti~ke pe}i na drvo + 44 90 90 - 27 7)

Regulacija protoka kroz dimnjak + 8 11 n.p. n.p.Recirkulacija dimnih gasova - 0.6 n.p. n.p. 50Modifikacija konstrukcije gorionika za smanjenje NOx - 0.6 n.p. n.p. 40-50

Karakteristike postupaka i stepen smanjenja emisije "Gasova staklene ba{te"

1 2 3 4

otpaci

5

voda/NaOH/Ca(OH)

3 6 7 83

aktivni ugalj iCa(OH)2

9 10

za dalju preradu

{ljaka lete}ipepeo

za preraduotpadnih voda

prirodnigas NH3

Tehnolo{ka {ema postrojenja za kompleksno pre~i{}avanje dimnih gasova1-lo`i{te sa komorom za dogorevanje, 2-elektrostati~ki izdvaja~ ~vrstih ~estica, 3-izmenjiva~ toplote, 4-prvi stepen pre~i{}avanja dimnih gasova, 5-drugi stepen pre~i{}avanja dimnih gasova, 6-komora za dogrevanje, 7-priprema gasova za izdvajanje NOx, 8-katalizator za izdvajanje NOx, 9-uredjaj za izdvajanje PCDD/F i te{kih metala, 10-vre}asti filtar