оличественная оценка выбросов токсичных веществ промышленными объектами.

1. ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ОБЪЕКТАМИ

Определить выбросы токсичных веществ теплоэлектростанций при сжигании органического топлива. Исходные данные для расчета приведены в таблицах 1.1 – 1.2. Расчет произвести при годовом расходе топлива (В) равном 2000000 т/год.

Определить концентрации вредных веществ в дымовых газах теплоэлектростанций.

Таблица 1.1

Номер варианта	Вид топлива	Конструктивные параметры	Тип золоочистки
Высота трубы, м	Диаметр устья, м	Разница температур	Продуктивность, т/час
	А		8,4

 

1. Характеристика типа золоочистки:

1 - мокрые золоуловители.

2. Местоположение теплоэлектростанции:

для вариантов 1-10 - г. Краматорск,

Таблица 1.2. Характеристика топлива (твердого и жидкого)

Вид топлива	Название топлива	Содержание компонентов в топливе, %
углерода	Водорода	Азота	Серы	зольность
А	Уголь			1,5	0,5

1.1. Цель работы:

- ознакомление с основными источниками загрязнения биосферы:

- ознакомление с основными положениями системного метода анализа сложных процессов;

- количественная оценка выбросов токсичных веществ промышленными объектами:

- расчет концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.

оличественная оценка выбросов токсичных веществ промышленными объектами.

Основными загрязнителями окружающей среды являются газообразные вещества и аэрозоли, твердые вещества. Наиболее распространенными газами, загрязняющими воздух, являются сернистый и серный ангидриды, оксиды азота,аммиак, соединения фтора, хлора, сероводород, оксид углерода, непредельные углеводороды.

Масса выбрасываемых котлом или другим топливоиспользующим устройством токсичных веществ зависит от состава топлива, вида, состояния и режима оборудования и множества дру­гих факторов. Для количественной оценки выбросов используем расчетный метод.

а) Твердые частицы

Твердые частицы, поступающие в атмосферу, чаще всего состоят из несгоревших частиц угля, золы, сульфитов, сульфатов и сульфидов металлов (железа, меди, цинка, свинца и др.), кремнезема, хлоридов, соединений кальция, натрия, фосфора.

Расчет выбросов твердых частиц, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при сжигании твердого топлива и мазута» ведется по балансовому уравнению

 

П =В А Х(1-s)

где П_тв - количество выбросов твердых частиц, г/с;

В - расход топлива, г/с;

а^р - зольность топлива, %;

Х - вспомогательная величина, зависящая от вида топли­ва (для твердого топлива - 0,0023);

s - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (мокрые золоуловители - 0,975).

B = 2 000 000 т/год = (2*10⁶ * 10³ * 10³) / (365 * 24 * 60 * 60) = 0.063 * 10⁶ г/с;

П = 0.063 * 10⁶ * 40 * 0.0023 *(1-0. 975) = 1.45 * 10² г/ с.

б) Оксиды серы

Сернистый ангидрид образуется при горении органических веществ, обжиге и плавке серосодержащих руд. В большом количестве его выбрасывают предприятия черной металлургии, коксохимические и цементные заводы, теплоэлектростанции. Сернистый ангидрид легко поглощается растениями, нарушая их жизнедеятельность, раздражающе действует на дыхательные пути животных и человека, вызывая острые респираторные заболевания.

Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на оксид серы (IY) выполняем по балансовой формуле:

П_SO2 = 0.02 В S (1-у) (1-z),

Где s^p - содержание серы в топливе, %;

у - доля оксидов серы, связываемых золой в котле (для угля - 0,1);

z - доля оксидов серы, удавливаемых в золоуловителях (мокрые золоуловители - 0.03).

П_SO2 = 0.02 * 0.063 * 10⁶ * 0. 5 * (1 - 0.1) * (1 - 0.03) = 5.5 * 10² г/с

 

в) Оксид углерода (II)

Оксид углерода выделяется в атмосферу при неполном сгорании веществ, содержащих углерод. Содержание СО в доменных газах - до 30 %, в ваграночных - до 13 - 15 %. При концентрации в воздухе свыше 1 % он отрицательно влияет на растения, токсичен также для животных и человека.

Расчет выбросов оксида углерода производим по формуле

П_co = 9*10 *В q₃ R Q_n (1-q₄/100).

где Q_n - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг:

q₃, q₄ - потери теплоты от химической и механической неполноты сгорания топлива, %.

R - коэффициент, учитывающий потери теплоты, обусловленные содержанием СО продуктах сгорания.

Все необходимые для расчета величины приведены в табл.1.4., значение их зависит от вида используемого топлива.

Таблица 1.4. Характеристика процесса горения топлива

Топливo	Qn, кДж/кг	q3	q4	R
Уголь		0.7	3.5	1.0

П_co = 9*10^-7 * 0.063 * 10⁶ * 0.7 * 1 * 34 * 10³ * (1-3.5/100) = 13 * 10² г/с

г) Оксиды азота

Оксиды азота загрязняют воздух в районах расположения металлургических, химических заводов, теплоэлектростанций. Эти оксиды поглощаются листьями растений, нарушая при этом обмен веществ и ухудшая кормовые качества растений.

Расчет выбросов оксидов азота производим в пересчетенаоксид азота (IY):

П_NO2 =0.13*10 *B K Q_n b₁ (1-q₄/100)

где К - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т условного топлива;

b₁ - коэффициент, учитывающий влияние содержания азота в топливе на выход оксидов азота.

Коэффициент К определяем по формулам:

для котлов производительностью более 70 т/ч –

К=12*Р/(200+Р);

для котлов производительностью, равной или менее 70 т/ч. –

К = Р/20.

где Р номинальная производительность котла, т/ч.

Значение коэффициента b₁ зависит от вида топлива: при сжигании мазута - 0,9; при сжигании природного газа -0,8: при работе на твердом топливе определяется по формуле

b₁= 0,178 + 0.47*N ,

где n^p - содержание азота в топливе, %.

Р = 100 т/час;

К = Р/20 = 100 / 20 = 5 кг/т;

b₁= 0.178 + 0.47*N = 0. 178 + 0.47 * 1.5 = 0. 883

П_NO2 =0.13*10^-7 * 0.063 * 10⁶ * 5 *34*10³ *0. 883*(1-3. 5/100) = 0.12 * 10² г/с