Расчеты валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

 

Таблица 4 - Исходные данные для расчета выбросов от технологической печи

Наименование печи	Состав топливного газа, % об.								Расход топлива, т/пер, (газ)	Период работы печи, дни
	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	O2	H2S	H2
П-2 АВТ	30,2	13,9	36,7	13,1	4,5	1,8	0,04	0,1	6587	270

 

Таблица - 5 Состав дымовых газов

Наименование печи	%, об.				Сi, мг/м^3
	Н2	N2	O2	CO2	CO	CH4	NO	NO2
П-2 АВТ	0	83,2	10,8	6,2	10,10	2,70	0	69,1

 

Определение элементного состава топлива.

Определим количество углерода и водорода в метане, составив пропорцию: отношение мольной массы метана к массе углерода в молекуле равно отношение фактически данному количеству одного из компонентов топлива.

Процентное содержание элементов в топливе Х находим из пропорции:

 

,                                                 (1)

 

Для метана получим:

 

СН₄: 12/16 = X(C) / 30,2;

X(C) = 12 * 30,2 / 16 = 22,65%.

X(Н) = 30,2-22,65=7,55%.

 

Аналогично определим содержание углерода, водорода, серы в остальных компонентах топлива. По полученным данным составим таблицу 1.

 

Таблица 6 - Элементный состав топлива

Элементы топлива	Компоненты топлива, % об								∑, % об
	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	О2	H2S	Н2
СР	22,65	11,12	30,00	10,84	3,75	-	-	-	78,36
НР	7,55	2,78	6,70	2,26	0,75	-	0,01	0,1	20,15
SP	-	-	-	-	-	-	0,03	-	0,03
ОР	-	-	-	-	-	1,8	-	-	1,8

 

Расчёт теоретической потребности воздуха на горение. Находим по формуле:

 

V₀= 0,0889*Cp+O, 265*Hp+O, 0333*(Sp-Ор), н.м³/кг (2)

V₀ = 0,0889 ·78,36 +0,265 ·20,15 + 0,0333· (0,03 - 1,8)=12,24 м³/кг.

3 Расчёт коэффициента избытка воздуха. На основании данных анализа дымовых газов по формуле 3 находим:

 

ά= N_v/(N_v - 3,762 * О_v),                           (3)

α = 83,2 / (83,2 - 3,762 ·10,8) = 1,95.

 

Расчёт удельного объёма сухих дымовых газов. По формуле 4 находим:

 

V_сг = ά*V₀ - 0,056*Н_р+ 0,007*О_р+ 0,008* N_p, н.м³/кг              (4)

V_CГ = 1,95 · 12,24 - 0,056 · 20,15 + 0,007 · 1,8 + 0 = 22,75 нм³/кг.

 

Расчёт удельного объёма водяных газов. По формуле 5 находим:

 

V_вп= 0,112*Нр+ 0,0161 *а*V₀+ 0,062*q (ж.т.),              (5)

V_ВП = 0,112 ·20,15+ 0,0161 ·1,95·12,24 = 2,63 нм³/кг.

 

Расчет полного объема сухих дымовых газов. С учетом заданного периода работы печи переведем расход топлива в кг/с:

 

G_Т = 1000·G_Г / (24·3600· Т) =1000· 6587 / (86400 · 270) = 0,282 кг/с.

 

По формуле 6 находим:

 

V_сг.п = V_сг * G_т, н.м³/с,                          (6)

V_СГ.П = 22,75 · 0,282 = 6,415 нм³/с.

 

Расчет полного объема продуктов сгорания. По формуле 7 находим:

V_пр.сг.п = (V_сг +V_вп)* G_т, н.м³/с                       (7)

V_ПР.СГ.П = (22,75 + 2,63)· 0,282 = 7,157 нм³/с.

 

Расчет максимальных разовых выбросов СО, СН₄, NO_X. По формуле 8 находим:

 

G_max(i) = V_сг.п *C(i)/1000, г/с                  (8)

G_MAX(СО) = 6,415·10,10 / 1000 = 0,064 г./с.

G_MAX(СН4) = 6,415·2,70 / 1000 = 0,017 г./с.

G_MAX(NO2) = 6,415·69,1 / 1000 = 0,443 г./с.

 

Расчет максимальных разовых выбросов сернистого ангидрида. По формуле 9 находим:

_S02 = G_т*2*S_p*10, г/с; (9)

G_SO2 =0,282 ·2·0,03·10 = 0,169 г./с.

 

Расчет максимальных разовых выбросов бенз (а) пирена. По формуле 10 находим:

_БaП = V_сг.п *7Е^-9, г/с                              (10)

G_БАП = 6,415 · 7· 10^-9 = 4,49·10^-8 г/с.

 

Расчёт удельных выбросов окиси углерода, метана, NO_X. По формуле 11 находим:

(i) = V_сг *C(i), (г/тонну топлива)                  (11)

Q(СО) = 22,75·10,10 = 229,77 г./тонну топлива.

Q(NO₂) = 22,75·69,1 = 1572,02 г./тонну топлива.

Q(СН₄) = 22,75·2,70 = 61,42 г./тонну топлива.

12 Расчёт удельных выбросов серного ангидрида.

По формуле 12 находим:

_S02 = Sp*20000, г/тонну топлива                           (12)

Q _SO2 = 20000· 0,03 = 600 г./тонну топлива.

 

Расчёт удельных выбросов бенз (а) пирена.

По формуле 13 находим:

_БαП = V_сг.п *7Е^-6, г/с                               (13)

Q _БАП = 6,415 · 7· 10^-6 = 4,49· 10^-5 г/тонну топлива.

 

Расчёт валовых выбросов веществ в атмосферу

По формуле 14 находим валовые выбросы веществ за обследуемый период:

 

GVal(i) = GтSum *Qsr(i)/1 000000, тонн / период,  (14)_VAL(СО) =6587· 229,77 / 10⁶ = 1,51 т/период

G_VAL(NО2) =6587· 1572,02 / 10⁶ =10,35 т/период

G_VAL(СН4) = 6587· 61,42 / 10⁶ = 0,40 т/период

G_VAL(SO2) = 6587·600 / 10⁶ = 3,95 т/период

G_VAL(БαП) = 6587·4,49· 10^-5 / 10⁶ = 0,29·10^-6 т/период

Рекомендации по снижению выбросов в атмосферу от атмосферно-вакуумных трубчатых установок

Совершенствование технологических процессов и оборудования является важным фактором повышения уровня промышленной и экологической безопасности производств. Оптимизация режимов, увеличение КПД установок, снижение потребления топливно-энергетических ресурсов и воды в конечном итоге снижают экологическую напряженность и предотвращают аварийную ситуацию.

Перед большинством нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий России стоят проблемы повышения эффективности и надежности производств, оптимизации технологических процессов, повышения производительности установок и выхода целевых продуктов, осуществления энергосберегающих мероприятий. При этом вопросы модернизации современных технологических процессов, технологических установок и энергосбережения тесно связаны с решением следующих проблем промышленной и экологической безопасности.

Снижение выбросов с дымовыми газами технологических печей: внедрение горелок, обеспечивающих снижение образования оксидов азота; эффективное распыление и подогрев жидкого топлива [7,9].

Повышение КПД печей: увеличение поверхности конвекционной секции; применение в конвекционной секции оребренных труб; внедрение подогрева воздуха, поступающего на горение; отладка режимов сгорания топлива с малым избытком воздуха; внедрение непрерывного контроля содержания кислорода в дымовых газах; проверка утечек тепла через неплотности системы; внедрение сажеобдувочных агрегатов.

Снижение потерь тепла в системах пароснабжения и теплофиксации: оптимизация продувки в парогенераторах; оптимизация уровней давления пара; дросселирование конденсата высокого давления с получением пара низкого давления; снижение избыточной выработки пара низкого давления; внедрение предвключенных паровых турбин при возможности перевода систем на пар менее высокого давления; регулирование отпарки продуктов паром в соответствии с техническими требованиями на качество продукта; использование горячей циркулирующей воды для обогрева трубопроводов и резервуаров.

Реконструкция установок: применение горячей воды для обессоливания; реализация прямых связей по сырью с последующими установками; оптимизация теплообмена на основе пинч-анализа (определение оптимальной поверхности теплообмена по отношению к стоимости сэкономленного тепла и к требуемым затратам); установка дополнительных теплообменников и применение параллельной схемы подогрева сырой нефти вместо общепринятой последовательной (обеспечивается повышение температуры нефти до 285⁰С на атмосферном и вакуумной блоках); применение усовершенствованных методов регулирования расходов нефти в параллельных теплообменниках; применение усовершенствованной системы регулирования (минимизации расходов пара при отпарке в боковых стриппингах), применение стриппингов с ребойлерами; отказ от подачи сухого пара; оптимизация распределения тепловых нагрузок циркулирующего орошения; в некоторых случаях - использование предварительного эвапоратора сырья; применение электродвигателей с регулируемым числом оборотов[4].

Меры, которые проводятся для минимизации риска использования химических продуктов. Для минимизации риска использования химических продуктов в соответствии с уровнем наших знаний этой проблемы в странах ЕС в 1982 г. Был введен в действие так называемый «Закон о химических продуктах». В процессе проверки его исполнения в течение нескольких лет проводились мероприятия по оптимизации технологий, биологических и физико-химических испытаний, а также по уточнению терминологии, стандартных веществ и методов отбора проб. Химический закон устанавливает правила допуска на рынок всех новых химических продуктов.

Технические мероприятия, используемые для предотвращения опасности промышленных выбросов. Для сокращения и уменьшения выбросов химических веществ на промышленных предприятиях необходимо проводить следующие меры:

Необходимо проектировать любое производство так, чтобы выбросы были заведомо минимальны.

Необходимо строго соблюдать технологические режимы производства.

Необходима обязательная герметизация оборудования на производствах, где присутствуют и получаются химические соединения (это касается не только химической промышленности).

Необходимо внедрение непрерывных технологических процессов и замкнутого круга производства, оборотного водопотребления.

Необходимо проводить меры по предотвращению аварий (например, планово-профилактический ремонт оборудования).

Борьба с потерями при транспортировке (предотвращение аварий газо- и нефтепроводов).

Борьба с эмиссией (выделением) промышленных газов в атмосферу.

Необходимо применение систем очистки сточных вод и борьбы с загрязнением.

Обязательная переработка и утилизация отходов, вторичное использование отходов[9].

 

 

Заключение

 

В настоящее время человечество переживает углеводородную эру. Нефтяная отрасль является главной для мировой экономики. В нашей стране эта зависимость особенно высока. К сожалению, российская нефтяная промышленность находиться сейчас в состоянии глубокого кризиса и имеет немало проблем.

Проблема охраны окружающей среды является одной из самых актуальных и должна стать государственной проблемой в каждой стране. Рациональное использование ресурсов биосферы, минеральных ресурсов Земли, вторичное использование отходов, создание новых экотехнологий, развитие альтернативных источников энергий, развитие эколого-социального воспитания общественности - единственно возможные пути решения экологических проблем.

В результате данной работы были рассчитаны валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от технологической печи П-2 установки АВТ.

валовые выбросы оксида углерода составили 1,51 т/период;

валовые выбросы оксида азота составили 10,35 т/период;

валовые выбросы метана составили 0,40 т/период;

валовые выбросы оксида серы составили 3,95 т/период;

валовые выбросы бензапирена составили 0,29·10^-6 т/период

Также в данной работе были предложены меры по защите окружающей среды от промышленных загрязнений. Даны рекомендации по снижению выбросов в атмосферу от технологической печи.

Итак, в работе мною были рассмотрены некоторые аспекты химического загрязнения окружающей среды. Это далеко не все аспекты этой огромной проблемы и только малая часть возможностей решения ее. Чтобы полностью не разрушить место своего обитания и обитания всех остальных форм жизни, человеку необходимо очень бережно относится к окружающей среде. А это значит необходим строгий контроль прямого и косвенного производства химических веществ, всестороннее изучение этой проблемы, объективная оценка влияния химических продуктов на окружающую среду, изыскание и применение методов минимизации вредного воздействия химических веществ на окружающую среду.