Keskkonnakaitse seminari arvestus ülesanne (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL

Virumaa Kolledž
RAH3170 Keskkonnakaitse
Esimese seminari arvestus ülesanne
Õppejõud: lektor A. Zguro

Kohtla-Järve 2013

ÜLESANNE
Kaadmiumi ja elavhõbeda bilansi koostamine põlevkivi kasutamisel Eesti Elektrijaamades
Põlevkivi on Eesti olulisim energeetiline toore , mille kasutamisega seonduvad aga tõsised keskkonnakaitse probleemid. Põlevkivi kütteväärtus jääb alla teistele levinud fossiilsetele kütustele. Ka on põlevkivi väävlisisaldus suhteliselt kõrge, mistõttu vääveldioksiidi heitmete poolest atmosfääri ühe elaniku kohta on Eesti juhtival kohal maailmas. Põlevkivi põletamisel ja töötlemisel vabaneb keskkonda raskmetalle, millest elusorganismidele on ohtlikumad kaadmium ja elavhõbe. Kaadmiumi levitatakse keskkonda ka näiteks apatiidi baasil toodetud fosforväetiste laotamisega põllule. Taimede kaudu, mis omastavad mullast suhteliselt hõlpsalt kaadmiumi, jõuab metall inimese ja taimtoiduliste loomade organismi. Elavhõbedat satub keskkonda jäätmete põletamisel ja põllumajanduses taimekaitsevahendite uhtumisel vette. Varasematel aastatel puhiti seemneid laialdaselt selliste elavhõbedat sisaldavate preparaatidega nagu granosaan, merkuurbenseen ja merkuurheksaan. Nüüd on keskkonnale eriti ohtlikud taimekaitsevahendid arenenud riikides keelatud.
Üks tonn põlevkivi sisaldab keskmiselt 1,33 g kaadmiumi ja 0,17 g elavhõbedat. Tuhapüüduritega õnnestub osa põlevkivi põlemisgaaside tuhast ja koos sellega raskmetallidest kinni püüda ning veega eemale suunata. Nii on elektrijaamade lähistele tekkinud ulatuslikud tuhaväljad. Kasutamist leiab vaid kolmandik põlevkivituhast. Põlevkivienergeetikas ja -keemias tekkivad jäätmekogused moodustavad enamuse Eesti aastasest jäätmemahust.
Ülesanne
Määrata põlevkiviküttel töötava elektrijaama kaadmiumi (Cd) ja elavhõbeda (Hg) aastabilansid ja täita tabel A ning skeem B, kui elektrijaamas põletati aastas P (1 400 000) tonni põlevkivi.
Lähteandmed

Joonisel 1 on põlevkivikolde ja selle suitsugaaside trakti põhimõtteskeem koos tuha proovivõtu kohtadega (10 punkti).

Põlevkivi tuhasus on T% (45,0).

1 tonn põlevkivi sisaldab 1,33 g Cd ja 0,17 g Hg.

Elektrijaamades põlevkivi põletamisel tekkivate tuhavoogude massibilanss (%-des) ning Cd ja Hg kontsentratsioonide keskendatud väärtused tuhavoogudes (g/t) on esitatud tabelis A.
Põlevkivi
Joonis 1. Põlevkivikolde TP-101 ja selle suitsugaaside trakti skeem koos tuha proovivõtu kohtadega (Eesti Elektrijaam ):
1. Koldetuhk
2. I gaasikäik (auru ülekuumendi)
3. II gaasikäik (ökonomaiser)
4. Tsüklon
5. Elektrifiltri eelkamber
6. Elektrifilter I väli
7. Elektrifilter II väli
8. Elektrifilter III väli
9. Elektrifilter VI väli
10. Lendtuhk
Tabel A
Emiteeritavate raskmetallide kogused tuhavoogudes
Koht
Tuhakogus, %
Cd ja Hg kontsentratsioonid tuhas
Aastane tuhakogus,
t
Cd ja Hg sisaldus tuhas
Cd, g/t
Hg, g/t
Cd, kg
Hg, kg
Tuhavoog nr 1
39,3
3,40
0,153
247 590
841,8
37,9
Tuhavoog nr 2
3,1
3,44
0,158
19 530
67,1
3,1
Tuhavoog nr 3
4,7
0,90
0,479
29 610
29,6
4,5
Tuhavoog nr 4
32,2
2,00
0,512
202 860
405,7
31
Tuhavoog nr 5
4,4
0,77
0,347
27 720
21,3
4,2
Tuhavoog nr 6
11,0
0,81
0,334
69 300
56,1
10,6
Tuhavoog nr 7
3,1
1,48
0,429
19 530
28,9
3
Tuhavoog nr 8
0,6
2.31
0,523
3 780
8,7
0,58
Tuhavoog nr 9
0,1
4,79
0,403
630
3
0,09
Tuhavoog nr 10
1,5
4,00
0,421
9 450
37,8
1,4
Kogu tuhk
100
372960
1500
96,3
Põlevkivi
372960
1862
238
Skeem B
Põlevkiviküttel töötava elektrijaama Hg ja Cd bilanss
VARIANDID
Üliõpilaskoodi viimane number
P, tonni
Üliõpilaskoodi eelviimane number
T,%
0
1 100 000
0
45,0
1
1 200 000
1
45,3
2
1 300 000
2
45,6
3
1 400 000
3
46,0
4
1 500 000
4
46,3
5
1 600 000
5
46,7
6
1 700 000
6
47,0
7
1 800 000
7
47,4
8
1 900 000
8
47,6
9
2 000 000
9
48,0
Lahendus:

Keskmine tuha kogus
1 400 000 t×45,0 % = 630 000 t

Cd ja Hg kogus põlevkivis
Cd - 1 400 000×1,33:1000 = 1862 kg
Hg - 1 400 000×0,17:1000 = 238 kg

Tuha kogus, mis eraldub põlevkivi põlemisel peale esimest,kuni kümnenda protsessini- võrdub, keskmine tuha kogus korrutatud esimise, teise, kuni kümnendani protsessi %
Näiteks:
630 000×39,3% =247 590 t ja nii kuni kümnendani protsessini.

Cd ja Hg kogus tuhas, mis eraldub põlevkivi põlemisel erinevates protsessi läbimise osades
Näiteks:
Cd - 247 590×3,4:1000= 841,8 kg
Hg - 247 590×0,153:1000=37,88 kg

Cd ja Hg sette ( esimeste üksa punktide liitmine)
Cd =1462,2
Hg =94.9
Lendtuhk ( kümnes punk)
Cd =37,8
Hg =1.4
Gaasi olek (keskmine kogus miinus kogus, mis settib ja lendub)
Cd = 362
Hg =141.7
2