Расчёт выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива в паровых котлах паропроизводительностью до 30 т/ч и водогрейных котлах теплопроизводительностью д

Контрольная работа

«Расчёт выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива в паровых котлах паропроизводительностью до 30 т/ч и водогрейных котлах теплопроизводительностью до 19,2 МВт»

1 Расчёт выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах, выбрасываемых в атмосферу продуктами сгорания твёрдого топлива

Целью расчёта является определение массовых выбросов вредных веществ в атмосферу при работе котельных на различных видах топлива.

При сжигании твёрдого топлива в атмосферу выбрасываются: углерода оксид, серы диоксид, азота диоксид, твердые частицы (зола).

1.1 Расчёт выбросов твёрдых частиц

Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и несгоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов при сжигании твердого топлива и мазута производится по формуле:

(т/год),

атмосфера выброс вредный концентрация где В-расход топлива, т/год, г/с (3000 т/год — по заданию); А^р — зольность топлива в рабочем состоянии, % (37,6% - для антрацитов);_з — доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (принимать по результатам измерений не свыше годичной давности), (85% - для циклона ЦБ 254Р) М_тв=3000×37,6×0,003х (1−0,85)=50,76 (т/год),

М_тв=16,4 (г/с).

1.2 Расчёт выбросов диоксида серы

Расчет выбросов диоксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год, г/с) выполняется по формуле:

= 0,02ВS^р (1 —) (1 — ),

где S^р — содержание серы в топливе, %, (3,7% - для антрацитов); - доля диоксидов серы, связываемых летучей золой в котле (для котлов с открытой топкой = 3,7); - доля диоксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с твердыми частицами (для циклона ЦБ-254Р = 0).

= 0,02×3000×3,7х (1 — 0,5) (1 — 0) = 0,167 (т/год),

= 0,0054 (г/с).

1.3 Расчёт выбросов оксида углерода

Расчет выбросов оксида углерода (т/год. г/с,) производится по формуле:

М_СО = 0,001С_СОВ (1 —),

где С_СО — выход оксида углерода при сжигании твердого топлива (кг/т, кг/тыс. м³) определяется по формуле:

С_СО = q₃R,

где q₃, q₄ — потери теплоты соответственно от химической и механической неполноты сгорания топлива, (для котлов с открытой камерой сгорания q₃, q₄ = 0,8 и 12% соответственно); R — коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием оксида углерода в продуктах сгорания. Для твердого топлива R = 1,0; - теплота сгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м³.

С_СО =0,008×1×10,38=0,08, (кг гДж),

М_СО = 0,0010,83 000 (1 —) = 0,24, (т/год),

М_СО = 0,0077 (г/с).

1.4 Расчёт выбросов диоксида азота

Расчет выбросов диоксидов азота в пересчете на NO₂. (т/год, г/с,…), вычисляется по формуле:

М_NO2 = 0,001хК_NO2хВхQх (1-?),

где К_NO2 — параметр характеризующий количество диоксида азота, образующегося на 1 ГДж тепла (кг/ГДж), К_NO2 = 0,15 (кг/ГДж), для котлов производительностью до 30 т/ч,? — коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов NO2 в результате применения тех. Решений. ?= 0 для топок с неподвижной решеткой и забросом топлива вручную.

М_NO2 = 0,001×0,15×3000×10,38×1=0,0047 (т/год),

М_NO2 = 0,15 (г/с).

2. Расчёт загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий

Для характеристики объёма вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно допустимого выброса (ПДВ).

Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем: суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия или жилой застройки концентрации, превышающей ПДК.

где — максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м³,

— фоновая концентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м³. Для наших расчётов принимаем =0.

2.1 Расчёт концентраций, обусловленных выбросами одиночного источника

Основная расчётная формула

Максимальная приземная концентрация вредного вещества, мг/м³ при выбросе газовоздушной смеси из круглого устья для горячих источников определяется по формуле:

где Н — высота трубы, м, М — масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества, г/с, ?Т — разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха, V_i — полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы, где ?⁰ — средняя скорость газов, Д — диаметр трубы, (,? — коэффициент, учитывающий влияние рельефа, для равнинного ландшафта? = 1, А — климатический коэффициент, для Калужской, Тульской, Московской, Рязанской областей, А = 140, F — коэффициент, учитывающий скорость оседания ВВ в атмосфере, принимаем F = 1, коэффициенты m и n рассчитываем отдельно.

Расчёт коэффициентов m и n:

При < 100 m и n определяются:

Подсчитываем максимальную приземную концентрацию:

2.2 Расчёт расстояния Х_м от источника до координаты максимума концентраций

Для горячих источников расстояние Х_м (м) от источника выбросов до точки в которой приземная концентрация при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения определяется по формуле:

Для f <100, и 0,5м<2

2.3 Опасная скорость ветра

Опасная скорость ветра для горячих источников при

2.4 Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ)

Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем определяется для горячих источников по формуле:

где ПДК_мр — приняты по ГОСТ 17.2.3.02−78, — принята равной 0.

Расчёт ПДВ для твердых частиц:

(г/с).

Расчёт ПДВ для диоксида серы:

(г/с).

Расчёт ПДВ для диоксида азота:

(г/с).

Расчёт ПДВ для оксида углерода:

(г/с).

Значение выбросов твёрдых частиц значительно превышает ПДВ. Подавить их образование при сжигании твёрдого топлива невозможно. Возможный путь это очистка продуктов сгорания от золы. В данном случае для очистки применён циклон ЦБ-254Р, с долей улавливания твёрдых частиц 85%. Если на крупных котельных установках совершенствование системы пылеулавливания и строительство высоких труб позволяет значительно уменьшить концентрации твёрдых частиц в воздухе (на лучших энергоблоках России, США и Великобритании? =98%), то для малых котельных установок единственным радикальным решением является переход на мазут или природный газ.