По дисциплине «Физико-химические

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

СОГЛАСОВАНО:	УТВЕРЖДАЮ:
Выпускающая кафедра Техносферная безопасность	Проректор по учебно-методической работе – директор РОАТ
Зав. кафедрой Аксенов В.А. (подпись, Ф.И.О.)	Апатцев В.И.. (название института, подпись, Ф.И.О.)
«___» ___________ 2013 г.	«___»___________ 2013 г.

Кафедра Техносферная безопасность

(название кафедры)

Авторы: Зубрев Н.И., к.т.н., доцент.; Устинова М.В., к.т.н., Матвеева Т.В.

(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)

Курсовая работа по дисциплине

«Физико-химические процессы в техносфере»

(название дисциплины)

Направление/специальность: 280700.62 Техносферная безопасность

(код, наименование специальности /направления)

Профиль/специализация: Безопасность жизнедеятельности в техносфере (БЖ)

Квалификация (степень) выпускника: Бакалавриат

Форма обучения: Заочная

Одобрена на заседании Учебно-методической комиссии Протокол №_______ «____» _______________ 2013 г Председатель УМК Горелик А.В. (подпись, Ф.И.О.)

Одобрена на заседании кафедры Протокол №_______ «___»_______________ 2013 г. Зав. кафедрой Аксенов В.А. (подпись, Ф.И.О.)

Москва 2013 г.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

По дисциплине «Физико-химические

процессы в техносфере»

Курсовая работа по дисциплине «Физико-химические процессы в техносфере» – это комплексная самостоятельная работа обучающегося. Целью выполнения курсовой работы является обзор теоретического материала и получение практических навыков по дисциплине «Физико-химические процессы в техносфере». Номер варианта студента соответствует номеру в списке группы.

Курсовая работа должна состоять из содержания, введения, двух частей, заключения, списка используемых источников. Во введении указываются основные особенности рассматриваемого предприятия – локомотивного депо и формируется задача курсовой работы.

В первой части приводятся результаты расчета загрязнения атмосферы в жилой зоне котельной локомотивного депо (по заданию 1) на основании исходных данных (Приложение 1). В этой части следует привести расчет выбросов загрязняющих веществ из дымовой трубы котельной, оценить уровень загрязнения атмосферы в жилой зоне, расположенной вблизи предприятия.

Во второй части приводятся результаты расчета нормативно допустимых сбросов веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами (по заданию 2) локомотивного депо на основании исходных данных (Приложение 2).

В заключении даются основные выводы по полученным результатам.

Условия всех заданий переписывают полностью, без сокращений. Расчеты, вывод формул и ответы на теоретические вопросы должны быть коротко, но четко обоснованы. При проведении расчетов нужно приводить весь ход решения и математические преобразования. Формулы набираются в редакторе формул. Графики и рисунки должны быть выполнены аккуратно с использованием чертёжных инструментов или компьютерной технологии. Работа должна иметь подпись студента и дату. Курсовая работа представляется в бумажном и электронном виде: в бумажном виде на листах А4 и на СД-диске.

1 Расчет загрязнения атмосферы в жилой зоне

котельной локомотивного депо

ЗАДАНИЕ 1. Провести расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферы из дымовой трубы котельной при сжигании твердого или жидкого топливаНа основании выбросов в приземном слое атмосферы провести анализ уровня загрязнения атмосферы в контрольных точках селитебной зоны. Исходные данные для расчета приведены в Приложении 1.

1.1 Краткая характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы

Исходные данные для задания 1 для курсовой работы выбираются согласно списочного состава студентов группы по таблицам, приведенным в Приложении 1.

Предприятие Локомотивное депо проводит техобслуживание и ремонт электро- и тепловозов. Город расположения Локомотивного депо приводится в таблице 1 Приложения 1, а карта-схема предприятия и его района расположения – на рисунке 1. В таблице 1 Приложения 1 для каждого варианта также приводится перечень объектов, расположенных в восьми направлениям от границы предприятия (на север, северо-запад, запад и т.д.): жилая зона, промпредприятие, парк, сады, лес.

Котельная предприятия осуществляет обогрев производственных помещений и подачу пара для производственных нужд, работает круглосуточно. Исходные данные для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из дымовой трубы котельной предприятия приведены в таблице 2. В таблице 3 даны характеристики источников загрязнения атмосферы, необходимые для проведения расчетов рассеивании выбросов загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.

1.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в дымовых газах котельной при сжигании твердого или жидкого топлива

Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю приходится до 80% суммы выбросов всех загрязняющих веществ). Паровые котлы котельной вырабатывают пар для технологических нужд и обогрева производственных помещений. Для котельных, в зависимости от вида топлива, на котором они работают, нормируемыми являются массы выбросов следующих видов загрязняющих веществ:

- оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, бенз(а)пирен, твердые частицы для котельных, работающих на твердом или жидком топливе (летучая зола – сажа; коксовые остатки или мазутная зола в пересчете на ванадий);

- оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, бенз(а)пирен (для котельных, работающих на газообразном топливе: природный, доменный газ).

Расчет выбросов продуктов сгорания (оксида углерода, оксидов азота, бенз(а)пирена и т.д.) от котельных осуществляется по «Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал/ч» [4]. В соответствии с методикой проводится расчет валового и максимально-разового выбросов по каждому виду учитываемого загрязняющего вещества.

Ниже приводятся расчетные формулы для определения выбросов загрязняющих веществ дымовой трубой котельной Локомотивного депо.

1.2.1 Валовые и максимально-разовые выбросы твердых частиц

При сжигании твердого топлива (угля, кокса, торфа) с дымовыми газами в атмосферу выбрасываются твердые частицы: летучая зола и несгоревшее топливо.

Суммарное количество твердых частиц (летучей золыи несгоревшего топлива) М_тв, поступающих в атмосферу с дымовыми газами котлов (г/с, т/год), вычисляют по формуле:

(1.1)

где В – расход натурального топлива, г/с (т/ год), указан в задании на курсовой проект (Приложение 1, таблица 2)[1];

А^r – зольность топлива на рабочую массу, %; для бурых углей принять А^r = 40%, для каменных углей – А^r = 43%, для антрацитов – А^r = 30%, для торфа – А^r = 14%;

a_ун – доля золы, уносимой газами из котла (доля золы топлива в уносе), таблица 5;

– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях; если золоуловители отсутствуют =0;

q₄ – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %; при отсутствии данных можно использовать ориентировочные значения, приведенные в таблице 1.1;

– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (таблица 1.2);

32,68 – теплота сгорания углерода, МДж/кг.

Количество летучей золы (М_з) в г/с (т/год), входящее в суммарное количество твердых частиц, уносимых в атмосферу, вычисляют по формуле:

(1.2)

Количество коксовых остатков при сжигании твердого топлива и сажи при сжигании мазута (М_к) в г/с (т/год), образующихся в топке в результате механического недожога топлива и выбрасываемых в атмосферу, определяют по формуле:

(1.3)

В обязательном порядке осуществляется расчет максимально разовых (г/с) и валовых (т/год) выбросов твердых веществ в атмосферу при сжигании твердого топлива.

Таблица 1.1 – Характеристика топок котлов малой мощности

Вид топок и котлов	Топливо	q₃, %	q₄, %
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые угли Каменные угли Антрациты AM и АС	2,0 2,0 1,0	8,0 7,0 10,0
Топки с цепной решеткой	Донецкий антрацит	0,5	13,5
Шахтно-цепные топки	Торф кусковой	1,0	2,0
Топки с пневмомеханическим забрасывателем и цепной решеткой прямого хода	Угли типа кузнецких Угли типа донецкого Бурые угли	1,0 1,0 1,0	5,5 6 5,5
Топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода	Каменные угли Бурые угли	1,0 1,0	5,5 6,5
Топки с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой	Донецкий антрацит Бурые угли типа подмосковных, бородинских Угли типа кузнецких	1,0 1,0 1,0 1,0	13,5 9 6 5,5

Таблица 1.2 – Характеристика твердых топлив

№№ п/п	Наименование топлива	q_T, %	S^r, %	, МДж/кг
1.	Подмосковный бассейн (бурый уголь)	39,0	4,2	9,88
2.	Печорский бассейн (каменный уголь)	31,0	3,2	17,54
3.	Челябинский бассейн (бурый уголь)	29,9	1,0	14,19
4.	Кузнецкий бассейн (каменный уголь)	13,2	0,4	22,93
5.	Антрацит	29,9	1,9	16,39