Файл: Требования к содержанию работы.docx

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ РАБОТЫ

1. 
   Освоить методику расчета выброса вредных веществ, образующихся при сжигания топлива в котлах, и рассчитать количество выбросов согласно заданию.
   
2. 
   Освоить методику расчета рассеивания вредных компонентов в атмосферном воздухе.
   
3. 
   Определить максимальные концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы.
   
4. 
   Рассчитать приземные концентрации вредных веществ на разных расстояниях от источника загрязнения атмосферы (трубы).
   
5. 
   Рассчитать предельно – допустимые выбросы загрязняющих веществ.
   
6. 
   Предложить технические рекомендации по защите воздушного бассейна.
   

Необходимо представить расчеты согласно техническому заданию, таблицы с результатами расчетов, графики и рисунки, отражающие полученные результаты. Расчеты выполняются с помощью данного практикума. Объем практической части не регламентируется

Используя методику расчета, необходимо рассчитать концентрации загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива в котлоагрегатах

(таблица 1).

Таблица 1.

Варианты заданий для расчетов

Вариант	Тип топки	Марка угля	Месторождение	Расход топлива (т/час)
1	С пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой	Б2Р	Шахта Щекинская	5,5
2		Б2Р	Шахта Западная	5,0
3		Б2Р	Шахта Мостовская	4,8
4		Б2Р	Шахта Ломинцевская	4,5
5		Б2Р	Шахта Липковская	5,3
6		ДР	Кузнецкий бассейн	3,8
7		Г	Кузнецкий бассейн	4,0
8		Б1	Итатское месторождение	5,0
9		ДР	Шахта Абаканская	3,8
10		Д	Бейское	3,9
11	С пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой прямого хода	АР	Горловский бассейн	3,5
12		ДСШ	Шахта Енисейчкая	4,2
13		Ж	Кузнецкий бассейн	4,0
14		К	Кузнецкий бассейн	3,4
15		ДР	Изыхейское	4,0
16		ДР	Разрез Черногорский	3,8
17		ДМСШ	Шахта Хакасская	2,9
18		Б2	Березовское	5,0
19		Б2	Абанское	3,4
20		ДСШ	Кузнецкий бассейн	3,9

---

Для расчета рассеивания выбросов необходимо использовать данные из табл.2

Таблица 2

Данные для расчета рассеивания загрязняющих веществ (по вариантам)

Вариант	Высота трубы, Н, м	Диаметр трубы, D, м	Расстояние Х от источника выброса, м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	25 30 40 40 50 60 70 80 90 100	0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 1 1 1 2 2	100	300	500	1000	5000
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	30 40 40 50 60 70 80 90 100 100	0.5 0,5 0,5 1 1 1 2 2 2 2	100	300	500	1000	5000

1. Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Цель: приобретение навыков работы с нормативно-правовыми актами, научной, технической литературой.

Общие сведения: Важным этапом при оценке воздействия деятельности предприятия на атмосферный воздух является систематизация сведений о распределении источников выбросов на территории, количестве и составе выбросов – инвентаризация источников загрязнения атмосферы и самих выбросов.

Источники загрязнения атмосферы различаются по мощности выброса (мощные, крупные, мелкие), высоте выброса (низкие, средней высоты и высокие), температуре исходящих газов (нагретые и холодные), геометрической форме (площадные, линейные, точечные), назначению и ряду других параметров. Источники могут быть стационарными и нестационарными, организованными и неорганизованными[4].

Для определения величины выброса проводят фактический замер выброса на ИЗА либо расчет с использованием утвержденных методик. В расчете учитываются особенности технологического процесса и конструктивные особенности источника выделения, в данном случаеэнергосиловой установки (топки). Каждому типу топок соответствует свой вид топлива. Это может быть твердое топливо, жидкое или газообразное. От качества топлива зависят состав и свойства отходящих дымовых газов

---

[3,5].

После процедуры инвентаризации выбросов производится расчет рассеивания ЗВ для определения степени влияния на приземные концентрации веществ. Полученные данные необходимы для определения ПДВзагрязняющих веществ [2,4].

Предельно допустимый выброс– это норматив предельно допустимого выброса вредного вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, не приводящий к нарушению гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха[2].

Основными критериями качества атмосферного воздуха при установлении ПДВ для источников загрязнения атмосферы являются предельно-допустимые концентрации (ПДК)веществ в атмосферном воздухе. Допустимый уровень загрязнения атмосферного воздуха определяется гигиеническими нормативами [6,7].

Оценка загрязнения атмосферы производится путем сравнения значений рассчитанных (и/или измеренных) концентраций с гигиеническими и для отдельных территорий – экологическими нормативами.

При этом требуется выполнение соотношения:

, (1)

гдеС – расчетная концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха.

При установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферы учитывают значения фоновых концентраций вредных веществ в воздухе С_ф (мг/м³) от других источников. Для этого в соотношении (1) вместо С принимают (С + С_ф)[7].

Задание:

1. 
   Изучить законодательные требованияк предприятиям, имеющим стационарные источники выбросов загрязняющих веществ.
   
2. 
   Ознакомиться с основными типами топок котлоагрегатов.
   
3. 
   Изучить основные виды минерального топлива и их экологические характеристики.
   
4. 
   Рассмотреть основные методы защиты атмосферного воздуха, которые могут быть применены при выбросах веществ от сжигания минерального топлива.
   

2. Расчет количества и состава продуктов сгорания топлива

Цель: приобретение навыков расчетов выбросов, образующихся при сжигании топлива в котлоагрегатах с паропроизводительностью до 30 т/час.
Общие сведения:

Расчет выбросов взвешенных веществ (ВВ) (твердых частиц летучей золы и недогоревшего топлива) (г/с),

---

в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени при сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле

, (2)

гдеB – расход топлива на сжигание,г/с;

A^r – зольность топлива, %кг/ккал (приложение 5);

х– константа, зависящая от типа топки и качества используемого угля (приложение 4);

η_з– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях(0,1÷0,4).

Теоретическая концентрация взвешенных веществ, ( , г/м³), в дымовых газах энергосиловых установок определяется по формуле:

, (3)

где V_д.г – объем дымовых газов, образующихся при сжигании угля, м³/с.

Для упрощения расчетов принимаем, что органическая часть угля содержит только углерод (С – 100%), а при сжигании угля образуется диоксид углерода.

Сжигание угля в потоке воздуха описывается стехиометрическим уравнением

. (4)

При сжигании 1 моля углерода образуется 4,76 моля (СО₂ + N₂) дымовых газов, а при сжиганииВ, г/с, угля образуется объем дымовых газов (V_д.г., м³/с), составляющий:

, (5)

где0,0224 м³ – объем, занимаемый 1 молем углерода при нормальных условиях;

m_C – молярная масса углерода = 12.

Расход диоксида углерода(G_CO2, г/с) определяется по формуле

,(6)

где m_CO2 – молярная масса оксида углерода = 44.

Практическая концентрация твердых частиц ( , г/м³), в дымовых газах после энергосиловых установок составляет:

, (7)

где α_в- коэффициент избытка воздуха, равный для котлоагрегатов 1,05 – 1,1.

Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на

---

SO₂(г/с), в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле

, (8)

где B – расход топлива, г/с;

S^r – содержание серы в топливе на рабочую массу, %кг/ккал(приложение 5);

η^/_SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива, при сжигании сланцев эстонских и ленинградских принимается равной 0,8; остальных сланцев - 0,5; для углей Канско-Ачинского бассейна – 0,2; для торфа – 0,15; для экибастузских углей – 0,02; прочих – 0,1; мазута – 0,02; газа – 0;

η^//_SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителях: для сухих золоуловителей принимается равной 0, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды.

Определение теоретической концентрации сернистого ангидрида ( ,г/м³) в дымовых газах выполняется по формуле:

. (9)

С учетом поправки на реальные условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация, ( г/м³), сернистого ангидрида в дымовых газах составляет:

_. (10)

Расчет выбросов окиси углерода (г/с), в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле

, (11)

где B – расход топлива, г/с;

q₂ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %.

Значения q₂ принимаются по прил. 6.

R_CO – выход монооксида углерода при сжигании топлива, кг/т, определяется по формуле:

,(12)

где К_СО– параметр, характеризующий количество оксидов углерода, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж (приложение)

–низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг(приложение Г) (1000 ккал/кг = 4,1868 Мдж/кг).

Определение теоретической концентрациимонооксида углерода (

---