Расчёт технологических выбросов и экологических показателей рабочего процесса котельной

   - механической  = 6%

   - химической = 0,5%

f) Доля золы в уносе, = 15;

g) Для твердых частиц задерживающихся золоуловителем ( = 0,85)

h) Для оксидов серы, связанных летучей золой в котле ( = 0,10)

i) Для оксидов серы, уловленных  газоуловителем в котле ( = 0

Коэффициенты  характеризующие:

 

- долю потерь  теплоты, обусловленную содержанием  СО продуктов горения: R = 1;

- влияние состава топлива на выход S, 4,1;

- влияние состава топлива на  выход NO_x: = 0,9;

- конструкцию горелок: = 1,0;

- вид шлакоудаления: = 1,0;

- эффективность  воздействия рециркулирующих газов, в зависимости от      

     условий  подачи в топку: = 1,0;

- снижение выбросов NO_, при двухступенчатом сжигании: = 1,0;

- степень рециркуляции дымовых  газов: r = 0;

- выход NO (кг/т) условного топлива: = 5,9.

2. Расчет элементарного состава  рабочего топлива

 

= А^р , откуда выражаем А^р:

А^р = = = 17,39 %;

С^р = С^г = 85,5 = 65,5 %;

Н^р = 5,6= 4,29 %;

N^p = 2,4=1,84 %;

О^р = 5,8 = 4,44 %;

S^p = 0,7 = 0,54 %

 

 

65,5+4,29+1,84+4,44+0,54+17,39+6 = 100%

3. Расчет масс и объемов продуктов сгорания топлива при сжигание в котельных

1) Максимально разовый выброс золы:

М_тв =

=

=

= 208,914 (г/c)

 

 

2) Максимально разовый выброс SO₂:

M_SO2 =

= = 4,86 (г/с);

3. Максимально разовый выброс СО:

 

M_CO =

=

= 7,98 (г/с);

 

4) Максимально разовый выброс единицы оксидов азота в пересчете на оксид азота NO₂:

М_NO2 =

=

=

=3,24 (г/с);

Общая масса:

M_общ = M_SO2+M_CO+M_NO2+M_тв=224,98 (г/с).

 

5) Теоретическое количество воздуха, необходимого для горения топлива заданного состава: 

 

V₀ = 0,0889(С + 0,375S) + 0,265Н – 0,0333О₂ = 0,0889(65,5 + 0,375·0,54) + 0,265·4,29 – 0,0333·4,44= 6,8 (мг/кг).

 

    6) Теоретический объем продуктов сгорания топлива заданного состава:

 

= + +

 

= 0,0186(С + 0,375S) =0,0186(65,5+0,375) = 1,21 (мг/кг);

 

 = 0,79 + 0,008N = 0,796,8+0,0081,84 = 5,4 (мг/кг);

 

= 0,111H + 0,0124W + 0,0161 = 0,111·4,39+0,0124·6+0,0161·6,8 =

= 0,65 (мг/кг);

 

= 1,21+5,4+0,65 = 7,26 (мг/кг);

 

7) Объемный расход  дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу котлами:

 

= = = = 7,9 (м³/с).

4. Определение диаметра устья дымовой трубы. Определение высоты трубы Н

 

Расчет диаметра устья дымовой  трубы:

 

D =

= = 0,96 (м).

 

Расчет высоты трубы с учетом ПДК:

 

H =

- для горячих выбросов.

 

ПДК =;

ПДК= 5 + 0,085 + 0,5 + 0,5 = 6,085 (мг/).

;

=

= 7,9 (м³/с).

;

= 78 — 20 = 58.

Н =

= 48,97 (м).

5. Расчёт рассеивания и нормативов предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу

 

1. Рассчитываем параметр f, определяющий коэффициент m и Т_Г:

f = 10³

⁼ 10³   = 0,076;

Так как f = 0,076 < 100 – горячие выбросы.

2. Рассчитываем объем газовоздушной смеси, отходящей из устья источника для нагретых выбросов:

= = 7,9 (м³/с).

3) Рассчитываем безразмерный коэффициент m при f <100:

m =

= = 1.

4) Рассчитываем параметр для нагретых выбросов:

= 0,65 = 0,65 = 1,98(м/с).

Так как    0,3< < 2, то

 

n = 3 -

= 3 - =1.

 

 5) Рассчитываем максимальные концентрации вредных выбросов предельном слое атмосферы (для пыли, СО, SO₂, NO₂) для нагретых выбросов:

С_m =

;

С_{m (пыли)} =

=8,04 (мг/м³);

 

С_{m (NO2)} =

= 0,12 (мг/м³);

 

С_{m (SO2)} =

= 0,185 (мг/м³);

 

С_{m (CO)} =

= 0,303(мг/м³).

 

 

 

 

6) Сравнения фактического загрязнения с учетом фоновой концентрации и с санитарно-гигиеническим нормативом показывает, что только выбросы пыли загрязняют воздушный бассейн :

 

+  С_ф(пыли) = 8,04 + 0,2 = 8,24 (мг/м³) > = 0,5 (мг/м³);

 

С_ф(СО) = 0,303 + 4,3 = 4,603 (мг/м³) = 5 (мг/м³);

 

+ С_ф(SО2) = 0,185 + 0,2 = 0,385 (мг/м³ = 0,5 (мг/м³);

 

С_ф(NО2) = 0,12 + 0,075 = 0,187(мг/м³ =0,085 (мг/м³).

 

 

7) Рассчитываем предельно-допустимый выброс (теоретический) для каждого загрязняющего вещества (с учетом фоновых концентраций):

ПДВ =

ПДВ_(пыли) =

= 8,85 (г/c);

ПДВ_(СО) = 

= 20,65 (г/c);

ПДВ_(SO2) =

= 8,85 (г/c);

ПДВ_(NO2) = =

= 2,295 (г/c).

6. Определение требуемой степени очистки.

Анализ проведенных расчетов показывает, что фактический массовый выброс М по газообразным веществам (, SO₂, СО) не превышает расчетное значение ПДВ, а по пыли превышает (808,2 г/с, =31,65 г/с). Поэтому необходимо разработать мероприятия по снижению выброса для достижения нормативов.

Требующая степень очистки:

=

(пыли) = = 95,7%.

Применяемые устройства

 

Для улавливания  пыли рекомендуем циклон соответствующей  производительности и дополнительный фильтр.

Выбираем  циклон НИИОГАЗ, обращая внимание на надежность работы системы, особенно в  тех случаях, когда ремонт или  ревизия системы газоочистки  невозможны  — без остановки технологического оборудования.

При одинаковой эффективности циклонов наиболее высокие  технико-экономические показатели имеют циклоны ЦН-15.Циклоны ЦН-15 отличаются меньшими габаритами ,более устойчивой работой на пылях, склонных к налипанию, поэтому их эксплуатация оправдана при очистке газов с высокой концентрацией малкой пыли или улавливании средне и сильно слипающихся пылей.

Коэффициент очистки ЦН-15 = 70% .Поэтому при больших расходах газов и высокой концентрации пыли в газовом потоке применение циклонов ЦН-15 может быть рекомендовано в качестве первой ступени очистки перед аппаратами, обеспечивающими высокую эффективность.

Следующим этапом очистки применяется фильтры  либо электрофильтры. Однако в настоящее  время  получают применение тканевые фильтры, использующиеся в промышленности для улавливания пыли.

Фильтрация  в них осуществляется через гибкую ткань, изготовляемую из тонких нитей  диаметром 100-300 мкм. 

Тканевые  фильтры должны быть изготовлены  из материала, выдерживающего высокую  температуру уходящих газов котла. Материал фильтра должен быть стойким  к повышенной влажности и влиянию  химических соединений. Тканевые фильтры  и электрофильтры требуют приблизительно одинаковых  капитальных и эксплуатационных затрат, но в отличие от электрофильтров  тканевые фильтры проще в эксплуатации и более эффективны.  Использование  тканевых фильтров позволяет  достичь  высокой степени  улавливания  пыли до 99,9%.

Заключение

 

Почти каждое производство имеет специфические  виды вредных веществ.

Основными источниками загрязнений  внешней воздушной среды являются:

- промышленные предприятия, в  первую очередь химические, нефтехимические  и металлургические заводы;

- теплогенерирующие установки  (ТЭЦ, относительные и производственные  котельные);

- транспорт, в первую очередь,  автомобильный.

Для каждого предприятия определяется общая максимальная концентрация для каждого выброса вредных веществ от высоких источников с учетом влияния низких при средневзвешенной опасной скорости ветра для высоких источников и фиксируется расстояние до нее. Если эта концентрация не больше ПДК в воздухе населенного пункта, то определяется общая максимальная концентрация для каждого вредного выброса от низших источников по нормируемой границе СЗЗ с учетом влияния высоких при средневзвешенной опасной скорости ветра для низких источников. Если на этой границе общая концентрация ни по одному из выбросов не превышает ПДК в атмосферном воздухе населенных мест, то дальнейшие расчеты не проводятся и ширина СЗЗ принимается по нормативам.

В случаях, когда концентрация вредного вещества превышает ПДК, расчеты  продолжаются в сторону удаления от нормированной СЗЗ с шагом , предусмотренным классом объекта:

I и II – 250 м;

III – 100 м;

IV – 50 м;

V – 25 м.

 

Внешней границей СЗЗ становится расстояние, где величины максимальных предельных концентраций вредных веществ равны  ПДК. Если размеры СЗЗ получаются больше, чем установленные санитарными  нормами для данного класса опасности  предприятий, то необходимо предусмотреть  технические решения  по уменьшению выбросов.

Территорию СЗЗ озеленяют, благоустраивают, на ней можно размещать предприятия  меньшего класса опасности, вспомогательные  сооружения. Возможность использования  этих земель под сельскохозяйственное производство зависит от характера  вредного воздействия загрязнений  на почву и растительность.

Этот проект дает возможность сделать  экологическую экспертизу объекта.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Промышленная экология. Уч. пособие по курсовому проектированию. Кордон М. Я. Марунин В. И.—Пенза: ПГУ 2010.

2. Промышленная экология. Уч. пособие в двух томах. Т. 1,2.

Кордон  М. Я. —Пенза: ИИЦ ПГУ 2009.

3. Циклоны НИИОГАЗ. Руководящие указание по проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации. Ярославль 1970.