Расчет выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах

УО «ПОЛОЦКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ 
 

КАФЕДРА ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 

по курсу  «Инженерная экология» 

Вариант 21 
 
 
 
 

ВЫПОЛНИЛ     ______________         А.Б. Пахоренко

        (подпись)      

студента     6   курса                группы 06-ТВз-1 

ПРОВЕРИЛ          ______________         В.А. Зафатаев

        (подпись)      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новополоцк  2011 г. 

ЗАДАЧА  № 1

Расчет выбросов загрязняющих веществ

при сжигании топлива  в котлах 

При сжигании твердого, жидкого и газообразного  топлива выделяются зола (пыль), оксиды углерода, серы, азота, ванадия. Количество загрязняющих веществ в дымовых газах зависит от вида и состава топлива, конструкции топочных устройств и способа сжигания. Расчеты выделения вредных веществ при горении топлива производят по удельным показателям или балансовым методом. Данные методики позволяют установить количество вредных выделений, определить необходимость установки очистных устройств и их эффективность очистки. В контрольной работе расчеты производятся по удельным показателям.

Необходимо  рассчитать  количество загрязняющих веществ  (твердых веществ, оксида серы, оксида углерода, оксида азота, оксида ванадия) при сжигании твердого топлива,  мазута или газа в печах и вагранках.

 
 
 

1.1. Твердые частицы

Расчет  выбросов твердых частиц летучей  золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени при сжигании твердого топлива и мазута выполняется по формуле 

,    (1.1) 

где  – расход топлива, т/год, г/с, (из задания);

 – зольность топлива, % принимается по таблице 1.1;

 – коэффициент, характеризующий содержание горючего и золы в уносе, принимается по таблице 1.2;

 – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (в  зависимости от их типа), принимается 0,75 – 0,90.

П_тв=55*28,1*0,0023*(1-0,8)=0,7193 г/с 

1.2. Оксиды серы

Расчет  выбросов оксидов серы в пересчете  на SO₂ (т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени выполняется по формуле 

,   (1.2) 

где  – расход твердого и жидкого топлива (т/год, т/ч, г/с);

 – содержание серы в топливе, %, принимается по таблице 1.1;

 – доля оксидов серы, связываемых  летучей золой топлива. Для  сланцев – 0,8; торфа – 0,15; углей – 0,1; мазута – 0,02;

 – доля оксидов серы, улавливаемых  в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды (определяется по рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Степень  улавливания оксидов серы в мокрых золоуловителях при щелочности орошаемой воды:

1 – менее 10 мг/(моль·л);

2 – менее  5 мг/(моль·л);

3 – менее  2 мг/(моль·л);

- приведенная сернистость топлива 

 

Величина приведенной  сернистости определяется по формуле: 

,    (1.3)

где  − содержание серы в топливе, %, принимается по таблице 1.1;

        − низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг, принимается по таблице

 
 
 

1.3. Оксид углерода

Расчет  выбросов оксида углерода в единицу  времени (т/год, г/с) выполняется по формуле 

,   (1.4) 

,     (1.5) 

где  – выход оксида углерода при сжигании топлива, (кг/т, кг/тыс.м³);

 – расход твердого и  жидкого топлива (т/год, т/ч,  г/с);

 – потери теплоты вследствие  химической и механической неполноты сгорания топлива, %, принимаются по таблице 1.3;

 – коэффициент, учитывающий  долю потери теплоты вследствие  химической неполноты сгорания  топлива, обусловленной наличием  в продуктах сгорания оксида углерода. Для твердого топлива – 1, для газа – 0,5; для мазута –0,65;

 – низшая теплота сгорания  топлива, (МДж/кг, МДж/м³).

 

1.4. Оксиды азота

Количество  оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле 

,    (1.5) 

где  – расход твердого и жидкого топлива (т/год, т/ч, г/с);

 – низшая теплота сгорания  топлива, (МДж/кг, МДж/м³);

 – параметр, характеризующий  количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты (кг/ГДж), принимается по рис. 1.2;

 – коэффициент, зависящий  от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений.

Рисунок 1.2. Зависимость 

от тепловой мощности котлоагрегата: 

1 – природный  газ;  2 – антрацит; 3 – бурый уголь;  4 – каменный уголь. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет выбросов загрязняющих веществ

от  машиностроительных предприятий 

2.1. Литейные цеха

Необходимо  рассчитать выделение вредных веществ (пыли, сернистого ангидрида, оксида углерода и т.д.) при выплавке чугуна и стали.

В качестве плавильных агрегатов используются в основном вагранки открытого и  закрытого типа, дуговые и индукционные печи. Расчет выброса загрязняющего вещества производится по формуле

,    (1.6)

где  — удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т, принимается по табл. 1.4 и 1.5;

D — раcчетная производительность агрегата, т/ч, (из задания);

 — поправочный коэффициент  для учета условий плавки, принимается по табл. 1.6;

 — эффективность средств  по снижению выбросов в долях  единицы (принимается 0,6 − 0,85).

Таблица 1.4

Удельное  выделение загрязняющих веществ q, кг/т, при плавке чугуна 

Таблица 1.5

Удельное  выделение загрязняющих веществ q, кг/т,

из  электродуговых печей при выплавке стали