II Определение выбросов оксида углерода по данным инструментальных замеров

Расчет выбросов оксида углерода, поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/ч), инструментальным методом осуществляется по уравнению

, (2.1)

где –среднеарифметическая массовая концентрация загрязняющих веществ (ЗВ) в сухих дымовых газах при стандартном коэффициенте избытка воздуха α₀ = 1,4 и нормальных условиях, мг/м³; при расчете максимального выброса в г/с принимается максимальная из измеренных концентраций С_мах.

V_с.г - объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1 кг (1 м³)топлива, при α₀ = 1,4, м³/кг топлива (нм³/м³ топлива);

В_р - расчетный расход топлива; при определении выбросов в граммах в секунду берется в т/ч (тыс. м³/ч), в тоннах за отчетный период - берется в т/год, т/квартал, т/мес (тыс. м³/год, тыс. м³/квартал, тыс. м³/мес);

k_n - коэффициент пересчета; при определении выбросов в граммах в секунду k_n = 0,278 ·10^-3; в тоннах в час k_n = 10^-6.

Массовая концентрация ЗВ рассчитывается по среднеарифметической из измеренных концентраций , мг/м³, по соотношению

, (2.2)

где α – фактический коэффициент избытка воздуха, определяется при испытании котла.

При использовании приборов, измеряющих объемную концентрацию ЗВ, массовая концентрация рассчитывается по соотношению

, (2.3)

где I_j – измеренная объемная концентрация при коэффициенте избытка воздуха α, см³ ,

ρ – удельная масса ЗВ, кг/нм³.

Для оксида углерода, содержащегося в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах котельных установок, значение удельной массы составляет: ρ_CO = 1,25 кг/м³.

Расчетный расход топлива В_р, т/ч (тыс. м³/ч) или т/год, т/квартал, т/мес (тыс. м³/год и т.д.), определяется по соотношению

, (2. 4)

где В – полный расход топлива на котел, т/ч (тыс. нм³/ч) или т (тыс. нм³);

q₄ – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %. Зависит от типа топки и используемого топлива (Таблица 1).

Таблица 1

Характеристика топок котлов малой мощности

Тип топки	Топливо	q4
Топка с пневмомехани-ческимизабрасывателями и цепной решеткой прямого хода	угли типа кузнецких	5,5
угли типа донецких	3,5
бурые угли	4,0
Топка с пневмомехани-ческимизабрасывателями и цепной решеткой обратного хода	каменные угли	3,0
бурые угли	4,5
Топка с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой	донецкий антрацит	13,5
бурые угли типа подмосковных	9,0
бурые угли типа бородинских	3,1
угли типа кузнецких	5,5
Слоевая топка котла паропроизводительностью более 2 т/ч	Эстонские сланца, каменные угли	3,0
Камерная топка с твердым шлакоудалением	каменные угли	5,0
Бурые угли	3,0
Фрезерный торф	1,5
Камерная топка	Мазут	0,1
Газ(природный попутный)	0,2
доменный газ	0,2

 

Значение В определяется по показаниям прибора или по обратному тепловому балансу (при проведении испытаний котла).

Расчет объема сухих дымовых газов V_с.г проводится по нормативному методу по химическому составу сжигаемого топлива или табличным данным.

При недостатке информации о составе сжигаемого топлива объем сухих дымовых газов может быть рассчитан по приближенной формуле

V_с.г= К∙Q_i^r, (2.5)

где Q _i^r - теплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/нм³);

К - коэффициент, учитывающий вид топлива и равный:

для газа..........................................................0,345,

для мазута......................................................0,355,

для каменных углей.......................................0,365.

С учетом (2.2), (2.4), (2.5) соотношение (2.1) для расчета суммарного количества загрязняющего вещества М_j записывается в виде:

(2.6)

Пример

Из точечного источника выброса осуществляется выброс оксида углерода. Котельная с камерной топкой работает непрерывно на сернистом мазуте. Измеренные концентрации СО в газоходе после очистки равны 1,7; 4,5; 7,8; 8,4; 3,5; 17,3;10,2; 11,4; 5,5; 9,3 мг/м³. Максимальный расход топлива составляет 0,23 т / час, расход топлива за месяц составляет 50 т. Коэффициент избытка воздуха α равен 1,3.

Найти:

1.Максимальный выброс оксида углерода (г/с);

2. Валовый выброс оксида углерода в атмосферу за месяц (30 дней)

 

Решение

Находим из текста и приложения необходимые для расчета исходные данные:

В_max = 0,23т/час; В = 50т;Q_i^r = 39,85 МДж/кг; α = 1,3м³/кг; К = 0,355; k_n = 0,278 ·10^-3для определения максимального выброса, k_n=10^-6 для определения валового выброса; q₄ = 0,1%; C_j^изм= 1,7; 4,5; 7,8; 8,4; 3,5; 17,3;10,2; 11,4; 5,5; 9,3 мг/м³.

1. Находим максимальный выброс СО (г/с) по максимальной измеренной концентрации, равной 17,3 мг/м³.

= 17,3·1,3/1,4·0,355·39,85·0,23 (1-0,1/100)· 0,278·10^-3= 0,0145 г/с

2. Находим среднеарифметическое значение измеренных концентраций оксида углерода:

1,7+4,5+7,8+8,4+3,5+17,3+10,2+11,4+5,5+9,3/10=7,96мг/м³

3. Находим суммарное количество оксида углерода, выброшенного в атмосферу в течение месяца в тоннах.

= 7,39 ∙ 0,355 ∙ 39,85 ∙ 50 ∙ (1-0,1/100) ∙10^-6= =5·10^-3 т.

Задание 2 А

Найти:

Суммарный выброс оксида углерода (г/с), поступающего с дымовыми газами в атмосферный воздух за квартал. Исходные данные по вариантам в приложении 4.

Литература.

1. Н.А. Бурков. Прикладная экология с практикумом: учебное пособие. – Киров: Вятка, 2008. – 448с.

2. Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС (РД 34.02.305-98). – Л., 1998.