Крім термодинамічного фактора істотно впливають на поліпшення екологічної безпеки технологічні та паливні фактори.
Особливо чутливим є ефект від комплексної реалізації технологічного і паливного факторів разом з термодинамічним впливом. Якщо максимальний ефект від впливу термодинамічного фактора визначається не більш ніж чотирикратною зміною питомого показника екологічної небезпеки (див. рис. 7.1), то його спільне застосування з техно-логічними факторами змінює цей показник у десятки разів (у більший або менший бік).
Характер спільного впливу термодинамічного і технологічного факторів зображено нарис. 7.3.
Крива 1 на рис. 7.3 відображає тенденцію зниження питомого показника твердих викидів Ьтл на ТЕС за рахунок одночасного підвищення ККД (див. рис. 7.2) і вдосконалення систем очищення димових газів від золи. Як видно, до початку 80-х років досягнуто приблизно двадцятикратне зниження показника Ьтя і в наступні роки за цим показником в енергетично розвинених країнах установлено мінімальний рівень екологічної небезпеки.
Рис. 7.3. Залежність екологічної безпеки ТЕС від термодинамічного і технологічного факторів: 1 - тверді викиди (зола і вуглець); 2 - SO2; З - початок застосування технологій очищення димових газів ТЕС
Крива 2 на рис. 7.3 вказує на існування двох етапів зниження викидів SO2. Перший етап (до початку 80-х років) характеризується дією на bso2 тільки термодинамічного фактора (див. рис. 7.2), другий - спільним впливом термодинамічного і технологічного факторів (за рахунок широкого впровадження в енергетику сучасних технологій десульфуризації димових газів).
Тенденція зміни параметра bNOx. аналогічна bSO2 причому стрибок екологічної безпеки bNOx зумовлений упровадженням технологій денітрифікації димових газів.
Показовим є вплив виду палива, що характеризується істотним ефектом і неоднозначністю. Особливо це стосується показників емісії парникових газів СО2 і Н2О (рис. 7.4, а і б).
Рис. 7.4. Вплив термодинамічного і паливного факторів на показники викидів СО2 (а),Н2О (б) і NOx(в) енергетичного об'єкта: 1- мазут; 2 - природний газ; 3- вугілля.
Із стехіометричної реакції окислення вуглеводнів СnНm, поданої у вигляді
CnHm+(n + )O2=nCO2+H2O, (7.7)
випливає, що кількість утворення СО2 і Н2О пропорційна вмісту вуглецю С і Н2 в паливі. Максимальна емісія СО2 виникає під час спалювання CO (для чистого водню bCО2 = 0) і максимальна емісія хімічної вологи - під час спалювання Н2 (для CO і вуглецю С показник bн2о = 0). Можна показати, що
; (7.8)
; (7.9)
Де Рн2о і Рсо2 ~ питома маса водяної пари і вуглекислоти відповідно у нормальних умовах, кг/м ; QH - теплота згорання газоподібного палива, кДж/м3.
Якщо паливо тверде або рідке, то утворювану кількість вуглекислоти у процесі згорання вуглецю Ср та водяної пари у процесі згорання водню Нр палива треба визначати з елементарних балансних хімічних рівнянь
С + О2 = СО2; (7.10)
2Н2+О2 = 2Н2О. (7.11)
Тоді з реакції (7.10) випливає, що під час згорання 1 кг вуглецю буде утворюватися 4 кг вуглекислоти. Це дає очікуваний валовий викид вуглекислоти
МСО2=0,04СрВ.
Тоді питомий викид вуглекислоти (кг/кВттод) буде визначатися зі співвідношення
(7.12)
Відповідно до реакції утворення водяної пари (7.11) випливає, що у процесі згорання 1 кг водню утворюється 9 кг Н2О. Це дає очікуваний валовий викид водяної пари
МН2О = 0,09НрВ.
Тоді питомий викид Н2О (кг/кВтгод) буде дорівнювати
, (7.13)
Істотно змінюються й інші показники екологічної безпеки зі зміною виду палива. Це наочно видно з рис. 7.4, в, де показано вплив термодинамічного та паливного факторів на емісію оксидів азоту.