Цель работы : оценка ущербов от загрязнения атмосферы выбросами дымовых газов котельными при сжигании различных видов топлива; знакомство с принципами очистки газовых выбросов и основными примерами их конструктивной реализации.
Исследование структуры загрязнения атмосферы стационарными источниками железнодорожного транспорта показывает, что порядка 90% валового объёма загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу литейными предприятиями, приходится на долю энергетических теплоагрегатов котельных. Около 5% загрязняющих веществ выбрасывается в атмосферу при работе энерготехнических теплоагрегатов (кузнечных печей, агрегатов термической обработки изделий, сушильных установок и т.д.), использующих твёрдое, жидкое и газообразное топливо. Приблизительно такое же количество загрязняющих веществ попадает в атмосферу от технологических агрегатов (станков, моечных ванн, окрасочных камер, сварочных постов и т.д.).
Котлоагрегаты котельных работают на различных видах топлива, и выбросы загрязняющих веществ зависят как от количества и вида топлива, так и от вида теплоагрегата. Учитываемыми загрязняющими веществами, выделяющимися при сгорании топлива, являются твёрдые частицы (зола), оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, пятиокись ванадия.
Валовый выброс твёрдых частиц (золы) в дымовых газах котельных определяются по формуле:
| МТВ=qT* m * f * (1–LT) | (3.1) |
где qT– зольность топлива, % (приложение 1.);
m – количество израсходованного топлива за год (т);
f – безразмерный коэффициент, зависящий от типа топки и топлива; для котельных, работающих на мазуте, принять f = 0,01; на угле – f = 0,0023;
LT – эффективность золоуловителей; при использовании циклона для очистки отходящих газов котельной LT = 0,85.
Валовой выброс окиси углерода рассчитывается по формуле:
| МСО=ССО*m*(1-0,01*q1)*10-3; | (3.2) |
где q1 – потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива (%), для мазута q1 -0,5; для угля q1 =5,5;
ССО – выход окиси углерода при сжигании топлива (кг/т):
| ССО=q2*R*Qir | (3.3) |
где q2 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания (%) для котельных предприятий железнодорожного транспорта принимается q2 =0,5;
R – коэффициент, учитывающий долю потерю теплоты вследствие химической неполноты сгорания: R = 1 для твёрдого топлива; R= 0,5 для газа; R = 0,65 для мазута;
Qir – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (прил. 1).
Валовой выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле
| МNO2=m* Qir*KNO2*(1–β)*10-3 | (3.4) |
где KNO2 – параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1ГДж тепла, кг/ГДж для различных видов топлива в зависимости от производителя котлоагрегата; для мазута KNO2=0,11; для угля KNO2=0,23;
β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений. Для котлов производительностью до 30 т/час β=0.
Валовой выброс оксидов серы (т/год), определяется только для твёрдого и жидкого топлива по формуле:
| МSO2=0,02*m*Sr*(1–ήSO2)*(1–ή΄SO2) | (3.5) |
где Sr – содержание серы в топливе (%) (прил. 1);
ήSO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей Канско-Ачинского бассейна принимается равной 0,2; экибастузских – 0,02; прочих углей – 0,1; мазута – 0,2;
ή΄SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.
Расчёт выбросов пятиокси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:
| MV2O5= CV2O5*B΄*(1–ηOC)*(1–ηT)*10-3 | (3.6) |
где B΄ – количество израсходованного мазута за год (т);
CV2O5 – содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе (г/т) (при отсутствии результатов анализа топлива для мазута с Sr> 0,4% определяют по формуле (3.7);
ηOC– коэффициент оседания пятиокиси ванадия на поверхности нагрева котлов:
0,07 – для котлов с промежуточными паронагревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии;
0,05 – для котлов без промежуточных паронагревателей при тех же условиях очистки (принять при расчётах).
0 – для остальных случаев;
ηT – доля твёрдых частиц в продуктах сгорания жидкого топлива, улавливаемых для очистки газов мазутных котлов (оценивается по средним показателям работы улавливающих устройств за год) в работе принимается равной 0,85.
Содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле:
| CV2O5=95,4* Sr–31, | (3.7) |
Для каждого источника загрязнения воздушной среды устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. ПДВ устанавливается с учётом ПДК загрязняющих веществ, уровня их фоновых концентраций, гидрологических, гидрохимических, климатологических, геофизических характеристик территорий природных объектов. Сущность внедрения ПДВ – ограничение разовых выбросов.
ПДВ – масса загрязняющих веществ, выброшенная в воздушный бассейн в единицу времени, которая не создаёт в приземном пространстве уровень загрязнения выше, чем ПДК.
Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу (тыс. руб./год), определяется зависимостью:
Пнi =  *Mнi*10-3, приMi≤MПДВi
| (3.8) |
где Пуд.н.i – ставка платы за выброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах ПДВ (руб);
Mнi –масса выброса i-го загрязняющего вещества = MПДВi – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества (т/год);
Ставка платы, руб/т за нормативный выброс i-го загрязняющего вещества (т/год) определяется по формуле:
| Пуд.н.i=Нбл.i*Kэ.атм*Ки | (3.9) |
где Нбл.i– базовый норматив за выброс i-го загрязняющего вещества (руб/т);
Kэ.атм – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы; для Восточно-Сибирского экономического района равен 1,4;
Ки – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается за 90.
При отсутствии нормативов ПДВ для источника выбросов в атмосферу плата за загрязнение считается сверхнормативной и взимается в пятикратном размере.
Плата за сверхнормативный сброс (Псн) загрязняющих веществ, эффективность работыочистных сооружений(ηi)и их производительность (Р*100) определяется аналогично первой работы.
В практической работе требуется определить массы выбросов загрязняющих веществ в зависимости от вида и количества израсходованного топлива (Mi), годовой ущерб от загрязнения атмосферы каждым из загрязняющих веществ Пнi, Пснiи суммарные значения этих величин. результаты расчётов сводят в таблицу по типу табл. 3.1. Исходные данные к практической работе приведены в табл. 3.2.
С целью снижения вредных выбросов в атмосферу, возникающих при сжигании топлива в топках котельных, а также других технологических процессах следует применять технические средства очистки газов. Эти технические средства реализуют ограниченный набор различных принципов действия (эффектов осаждения): гравитационный, инерционный, поверхностное взаимодействие, сорбционный, химический, электроосаждение и др.
Таблица 3.1.
Индивидуальная таблица расчётов ущербов от загрязнения атмосферы
| i | Ингредиенты загрязнения | Mi (т/год) | MПДВi (т/год) | Нбл.i(руб/т) | Пнi | Пснi | Пi | |
| уголь | мазут | |||||||
| 1. | Зола | 0,17 | 8,25 | |||||
| 2. | Окись углерода (СО) | 0,005 | ||||||
| 3. | Оксиды азота (NOx) | 0,42 | ||||||
| 4. | Оксиды серы (SOx) | 0,33 | ||||||
| 5. | Пятиокись ванадия (V2O5) | – | 8,25 | |||||
| 6. | Итого | Σ | Σ | |||||
Таблица 3.2
Исходные данные
| № вар. | Вид топлива | Расход топлива (т/год) |
| 1 | Уголь Азейский | 10 000 |
| 2 | Уголь Азейский | 20 000 |
| 3 | Уголь Черемховский | 12 000 |
| 4 | Мазут сернистый | 2 700 |
| 5 | Уголь Канско-Ачинский | 15 000 |
| 6 | Мазут малосернистый | 3 000 |
| 7 | Уголь Бурятский | 13 000 |
| 8 | Уголь Минсусинский | 12 500 |
| 9 | Уголь Черемховский | 16 000 |
| 10 | Мазут высокосернистый | 2 400 |
| 11 | Уголь Канско-Ачинский | 20 000 |
| 12 | Уголь Черемховский | 25 000 |
| 13 | Уголь Азейский | 25 000 |
| 14 | Мазут сернистый | 3 200 |
| 15 | Уголь Черемховский | 21 000 |
| 16 | Мазут малосернистый | 2 200 |
| 17 | Мазут малосернистый | 3 500 |
| 18 | Мазут высокосернистый | 2 900 |
| 19 | Уголь Бурятский | 18 000 |
| 20 | Уголь Азейский | 21 000 |
| 21 | Уголь Канско-Ачинский | 20 000 |
| 22 | Мазут высокосернистый | 3 100 |
| 23 | Уголь Черемховский | 18000 |
| 24 | Мазут высокосернистый | 1 900 |
| 25 | Мазут малосернистый | 3 100 |
| 26 | Уголь Азейский | 24 000 |
| 27 | Мазут малосернистый | 2 900 |
| 28 | Мазут высокосернистый | 2 500 |
| 29 | Мазут высокосернистый | 2 900 |
| 30 | Уголь Канско-Ачинский | 18 000 |
Оформление отчёта
В пояснительной записке наряду с результатами расчётов заданного варианта необходимо отразить следующую теоретическую информацию:
1. Пояснить структуру загрязнения атмосферы стационарными источниками железнодорожного транспорта.
2. Указать загрязняющие вещества, учитываемые при сгорании различных видов топлива.
3. Произвести расчёт масс годовых выбросов вредных веществ и причинённых ущербов.
4. Перечислить наиболее эффективные принципы очистки газов.
5. Дать примеры конструктивных решений и схем действия устройств газоочистки; указать эффективность этих устройств, а также вещества, удаляемые ими из отходящих газов.
6. Определить первоочередные мероприятия по снижению ущерба природной среде, указать технические средства очистки газов, рекомендуемые к применению в конкретном варианте.
Практическая работа № 4
Дата: 2019-03-05, просмотров: 496.
