Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами

Перечень вредных веществ, выбрасываемых с дымовыми газа­ми, включает следующие ингредиенты: твердые чтицы, окис­лы сери, окись углерода, окислы азота, пятиокись ванадия и некоторые продукты неполного сгорания топлива.

Выбросы вредных веществ рассчитываются в массовых едини­цах за рассматриваемый период времени, например, т/год или г/с.

Необходимо учитывать периодичность работы котельной ус­тановки в рассматриваемый период времени и различные вида применяемых топлив. Для этого рассматриваемый период времени (год) делится на промежутки времени, в течение каждого из которых производилась работа на одном виде топлива. Рас­сматриваются выбросы в каждом промежутке времени, и суммиру­ется количество выбросов за год.

При использовании нескольких видов топлива в одной котельной установке одновременно, выбросы рассчитываются, как сумма выбросов от раздельного использования этих топлив.

Текущие выбросы в рассматриваемый момент времени, как правило, измеряются в г/с.

Максимальные текущие выбросы соответствуют режиму номи­нальной (установленной) мощности.

Наиболее распространенный случай - работа котельной уста­новки в режиме установленной мощности в течение отопитель­ного периода в году на одном виде топлива. В этом случае выбросы за год равны выбросам за отопительный период года.

Расчет вредных выбросов рекомендуется вести в следующем порядке:

1. Расход топлива за рассматриваемый период

, кг/ч

где -КПД котельной установки, в долях;

-низшая теплота сгорания, ккал/кг.

Для определения весового расхода природного газа рекомендуется использовать формулы:

, ккал/кг

где -плотность природного газа, кг/м³,

- низшая теплота сгорания, ккал/м³.

2. Годовой коэффициент нагрузки

где - отопительный период.

 

3. Расход топлива за год

, т/год.

4. Расчет выбросов окислов серы

, г/с

где -доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива

(см.ниже).

Ориентировочное значения при факельном сжигании различных видов топлив:

- Торф - 0,15

- Сланцы эстонские и ленинградские - 0,8

- Остальные сланцы - 0,5

- Экибастузский уголь - 0,02

- Березовские угли Канско-Ачинского (КА) бассейна для топок с твердым шлакоудалением - 0,5

- Остальные угли КА бассейна для топок с твердым шлакоудалением - 0,2

- Прочие угли - 0,1

- Мазут - 0,02

- Газ - 0

 

-доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителях по пути с улавливанием твердых чтиц. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях она зависит от приведенной сернистости топлива , (% кг)/МДж и от расхода общей щелочности орошаемой воды рисунок 6.1.

 

Рисунок 6.1 - Степень улавливания окислов серы в мокрых золоуловителях при щелочности орошаемой воды:

1-10 мг-экв/дм³, 2-5 мг-экв/дм³, 3-0 мг-экв/дм³.

 

5. Расход выбросов окиси углерода

, г/с

- выход окиси углерода при сжигании 1 т топлива:

, кг/т

где размерность - выражается в кДж/кг; =10,13 МДж/кг;

- для мазута и газа при отсутствии системы автоматического регулирования горения равно 0,5 (), при отлаженное системе равно 0,15 (); R - безразмерная доля , обусловленная наличием продукта неполного сгорания. Для твердого топлива R =1, газа R =0,5, для мазута R =0,65.

При размерности Q _ном Гкал/ч Q _со2=2420 ккал/кг, расчетное секундное количество выбросов:

, г/с

6. Расчет выбросов диоксида азота

,

,

где -количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, в зависимости от вида сжигаемого топлива и номинальной производительности котельной установки, определяется по рисунку 6.2.

 

Рисунок 6.2 - Зависимость К_NO2 от тепловой мощности котельной установки для различных видов топлив: 1 - природный газ, мазут; 2 - антрацит; 3 - бурый уголь; 4 - каменный уголь.

 

7. Удельный объем стехиометрического количества воздуха

, нм³/кг.

8. Удельный объем уходящих газов при нормальных условиях

, нм³/кг,

где - коэффициент избытка воздуха.

9. Удельный объем уходящих газов по формуле пересчета на фактическую температуру газов

, м³/кг

где t - температура уходящих газов.

10. Массовая концентрация ингредиентов в уходящих газах

где - массовая доля для окислов серы, окиси углерода, диоксида азота.

11. Объемная концентрация в уходящих газах:

где , , .

12. Определение диаметра устья дымовой трубы

где - объемный расход продуктов сгорания через трубу при температуре их в выходном сечении,

, м³/с

где В - расход топлива одним котлом, м³/с;

n - число установленных котлов;

V ₀ - суммарный объем продуктов сгорания, получающийся при сжигании 1 м³ газа;

t _ух - температура уходящих газов за котлами, ⁰С;

- скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы.

13. Определяем предварительную минимальную высоту дымовой трубы:

где А- коэффициент зависящий от метеорологических условий местности;

, - предельно допустимые концентрации SO₂, NO₂;

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе

Загрязняющее вещество	Предельно допустимая концентрация, мг/м^3
максимально-разовая ПДК	среднесуточная ПДК
Неорганическая пыль, сажа	0,15	0,05
Диоксид серы	0,5	0,05
Оксид углерода	5,0	3,0
Диоксид азота	0,085	0,04
Бенз(а)пирен	-	0,1 мкг/100 м^3
Оксид азота	0,6	0,06

 

z - число дымовых труб;

- разность температуры выбрасываемых газов и средней температуры воздуха, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в полдень.

14. Определяем коэффициенты f и v _м:

Определяем коэффициент m в зависимости от параметра f:

.

Определяем безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра v:

при v _м ≤ 0,3, n =3

при 0,3 ≤ v _м ≤2,

при v _м ≥2, n =1

Определяется минимальная высота дымовой трубы во втором приближении:

При необходимо выполнить второй уточняющий расчет.

Пересчитываются поправочные коэффициенты при Н ₁.