Mieszczą się w normie...
Bardzo wysoki poziom produkcji energii elektrycznej i - co się z tym wiąże - spalanie olbrzymich ilości węgla, od początku istnienia Elektrowni Bełchatów stwarzało zagrożenie znacznych emisji zanieczyszczeń. Rekordowy pod tym względem był rok 1989. Przy produkcji 28,2 mln MWh energii elektrycznej zużyto 37,55 mln ton węgla brunatnego, emitując do atmosfery 405400 ton SO2, 77000 ton NOx, na składowisku złożono ponad 4 mln ton odpadów paleniskowych.

W projekcie technicznym budowy Elektrowni Bełchatów opracowanym zgodnie z najnowocześniejszymi wówczas rozwiązaniami technicznymi stosowanymi w energetyce, przewidziano montaż urządzeń mających służyć ochronie środowiska, ale były to wyłącznie wysokosprawne elektrofiltry o skuteczności działania ~ 99,6% oraz dwa trzystumetrowe kominy wieloprzewodowe, które miały służyć uzyskaniu maksymalnego wyniesienia i rozrzedzenia zanieczyszczeń w atmosferze. Pierwotny projekt elektrowni nie przewidywał konieczności odsiarczania spalin i dopiero późniejsze regulacje krajowe w zakresie ochrony środowiska oraz konieczność dostosowania się w przyszłości do regulacji obowiązujących w Unii Europejskiej, spowodowały, że w Elektrowni Bełchatów zdecydowano się na budowę instalacji odsiarczania spalin.

Najpierw eksperymenty i badania…
Pierwsze eksperymenty z przygotowaniem wdrożenia technologii odsiarczania spalin w Elektrowni Bełchatów rozpoczęto w latach osiemdziesiątych, przeprowadzając badania nad stopniem wiązania siarki w naturalnych warunkach spalania węgla. W latach 1986-1988 na jednym z bloków energetycznych dokonano kilku prób układu neutralizacji tlenków siarki metodą suchych addytywów, takich jak kreda jeziorna, wapno hydratyzowane, czy popiół lotny z 2. i 3. strefy elektrofiltrów. Substancje te dodawano do węgla podawanego do kotła, próbując zneutralizować związki siarki już podczas procesu spalania. Przeprowadzone badania pokazały jednak, że zastosowanie tej metody odsiarczania spalin (metody tzw. suchej) stwarza wiele problemów i gwarantuje niewielki stopień odsiarczania spalin.

W latach 1988-1990 dokonano rozeznania w zakresie zaawansowania prac badawczych nad polskimi metodami odsiarczania spalin, jak również zebrano informacje na temat technologii odsiarczania stosowanych na świecie. W wyniku tych prac w 1990 r. powstały założenia techniczno-ekonomiczne budowy instalacji odsiarczania spalin metodą mokrą wapienną dla ośmiu bloków w Elektrowni Bełchatów.

W latach 1994–1996 holenderska firma HTS Hoogovens wybudowała pierwsze cztery instalacje odsiarczania spalin na blokach nr 8,10,11 i 12. Kolejne cztery instalacje, na blokach 5, 6, 7 i 9, powstawały między rokiem 1999 i 2003, a ich wykonawcą była polska firma Rafako, która buduje już dwie kolejne, na blokach nr 3 i 4. Będą one oddane do eksploatacji w 2007 roku.

Prawne dziś i jutro
Obecnie elektrownia spełnia wszystkie dopuszczalne normy w zakresie emisji dwutlenku siarki, tlenków azotu czy pyłów, ale myśląc o przyszłości należy brać pod uwagę nienajlepsze prognozy dotyczące jakości węgla na lata 2008-2020, aby na tej podstawie określić przewidywane emisje substancji szkodliwych i odnieść to do możliwości technicznych istniejących instalacji.

Postanowienia Dyrektywy 2001/80/WE będą obowiązywać polskie przedsiębiorstwa od 2008 r w odniesieniu do źródeł uznawanych przez Dyrektywę jako istniejące (źródła istniejące to takie, które uzyskały pozwolenie na budowę lub użytkowanie przed datą 1 lipca 1987 r.). Istnieją dwa sposoby wypełnienia postanowień Dyrektywy 2001/80/WE – wprowadzenie zaostrzonych norm emisji lub wdrożenie Krajowego Programu Redukcji Emisji.

Oprócz okresów przejściowych, w Traktacie Akcesyjnym znalazł się również bardzo niekorzystny dla Polski i nie ujęty w Dyrektywie 2001/80/WE, zapis ograniczający wielkości emisji dwutlenku siarki i tlenków azotu dla lat 2008, 2010 i 2012. Ustanowione w Traktacie Akcesyjnym roczne krajowe pułapy wynoszą odpowiednio dla SO2: 454 000 t/rok, 426 000 t/rok oraz 358 000 t/rok, natomiast dla NOx wielkości te wynoszą odpowiednio: 254 000 t/rok, 252 000 t/rok oraz 239 000 t/rok. Dla porównania obecne limity tylko dla Elektrowni Bełchatów wynoszą odpowiednio: SO2 -383259 t/rok, NOx -57 490 t/rok.

Plany na przyszłość
Po rozpatrzeniu możliwych scenariuszy obowiązywania standardów emisyjnych oraz po przeanalizowaniu dostępnych danych dotyczących prognozowanej jakości węgla z odkrywki Szczerców i Bełchatów, Rada Techniczna BOT Elektrowni Bełchatów SA podjęła decyzję o kolejnych inwestycjach w technologie ochrony środowiska. W latach 2006-2008 zostanie przeprowadzona modernizacja absorberów na IOS nr 8, 10, 11 i 12, tak, aby mogły one przyjąć ładunek siarki na poziomie 1,25% (odpowiada to ok. 7750 mg SO2/Nm3). W tym samym czasie zostanie przeprowadzona modernizacja instalacji wspólnych (węzeł odwodnienia i odprowadzenia gipsu itd.) tak, aby mogły one przyjąć ładunek siarki na poziomie 1,85% (odpowiada to ok. 9750 mg SO2/Nm3). Ewentualną decyzję o modernizacji absorberów nr 5 i 6 odłożono na lata 2010-2011 ze względu na brak w chwili obecnej wystarczających argumentów przemawiających za modernizacją tych stosunkowo młodych urządzeń.

W tej chwili trwają prace Komisji Przetargowej, która ma za zadanie wybrać najkorzystniejszą ofertę na wykonanie ww. modernizacji. Do przetargu zostały zakwalifikowane dwie firmy: Babcock Noell Nuclear oraz Rafako. Podpisanie Umowy z wybranym Wykonawcą przewidziane jest na koniec bieżącego roku a pierwsza modernizacja zostanie przeprowadzona już wiosną 2006 roku. Zakończenie prac na IOS bloków nr 8, 10, 11 i 12 zaplanowano na rok 2008.

Równocześnie trwają prace studialne przed podjęciem decyzji na temat konieczności budowy Instalacji Odsiarczania Spalin dla bloków nr 1 i 2. Ze względu na przedłużające się prace legislacyjne nad Krajowym Programem Redukcji Emisji nie mamy podstaw do uruchomienia przetargu na IOS bl. nr 1 i 2. Staramy się wykorzystać ten czas na dokładne przygotowanie ewentualnej inwestycji. Wybierana jest lokalizacja przyszłych instalacji jak również ich wielkość(w zależności od wersji K P R E). Podczas projektowania IOS dla bloków nr 3 i 4 podjęto decyzję o podłączeniu kanałów spalin bloków nr 1 i 2 do kanałów spalin bloków nr 3 i 4, co umożliwi odsiarczenie po ok. 30% spalin na IOS tych bloków. W ten sposób wydajność IOS bl. nr 3 i 4 zostanie w pełni wykorzystana, szczególnie podczas planowanych modernizacji bloków nr 3 i 4 w latach 2007–2008.

Parametry projektowe dla kolejnych IOS w Elektrowni „Bełchatów” zmieniały się w miarę zdobywanych doświadczeń eksploatacyjnych:

IOS bloki nr 8,10,11 i 12
Ilość spalin - 1.700 000 – 2 100 000 Nm3/h
Zawartość SO2 w spalinach - 4 130 mg/Nm3
Wymagana sprawność odsiarczania - > 90%

IOS bloki nr 5 i 6
Ilość spalin - 1.700 000 – 2 100 000 Nm3/h
Zawartość SO2 w spalinach - 5 500 mg/Nm3
Wymagana sprawność odsiarczania - > 93%

IOS bloki nr 7 i 9
Ilość spalin - 1.700 000 – 2 100 000 Nm3/h
Zawartość SO2 w spalinach - 9 750 mg/Nm3
Wymagana sprawność odsiarczania - > 95%

IOS bloki nr 3 i 4
Ilość spalin - 1.700 000 – 2 100 000 Nm3/h
Zawartość SO2 w spalinach - 9 750 mg/Nm3
Wymagana sprawność odsiarczania - > 95%

Technologia
Mokra wapienno-gipsowa
W technologii mokrej wapienno – gipsowej, spaliny są oczyszczane w absorberze przez przepływającą w przeciwprądzie zawiesinę kamienia wapiennego. Znajdujący się w spalinach dwutlenek siarki (SO2) reaguje z węglanem wapnia (CaCO3), głównym składnikiem kamienia wapiennego, dostarczanym do absorbera w postaci roztworu, w wyniku czego powstaje siarczyn wapnia (CaSO3 x 1/2H2O), a następnie po utlenieniu powietrzem doprowadzonym z zewnątrz oraz po krystalizacji – gips (CaSO4 x 2 H20).

O wyborze technologii mokrej, wapienno-gipsowej, do odsiarczania spalin kotłowych powstających w BOT Elektrowni „Bełchatów” zadecydowały:

• duża skuteczność odsiarczania > 90%
• stosunkowo niskie koszty eksploatacyjne
• duża elastyczność układu (szybka reakcja na duże różnice zawartości SO2 w spalinach nieoczyszczonych - od ok. 2000 do 10.000 mg/Nm3)
• duża niezawodność technologii i urządzeń
• dostępność sorbentu i jego niskie koszty
• możliwość zagospodarowania gipsu jako odpadu wysokiej jakości
• zapisy w „Krajowym programie redukcji SO2 do roku 2010”
• powszechność tej metody na świecie, duża wiedza na temat technologii i jej zastosowanie na wielkich obiektach energetycznych;