Расчёт рассеивания веществ в атмосфере от одиночных стационарных источников

– 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; – оксидов серы, улавливаемых в золоуловителях: для сухихзолоуловителей принимается равной 0, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды.Определение теоретической концентрации сернистого ангидрида (, г/м3) в дымовых газах выполняется по формуле:(7)С учетом поправки на реальные условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация сернистого ангидрида (, г/м3) в дымовых газах составляет:(8)РАСЧЁТ ВЫБРОСОВ ОКИСИ УГЛЕРОДА Расчет выбросов окиси углерода (Mco, г/с) в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени выполняется по формуле:(9)Где q2 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива. %;Rco – монооксида углерода при сжигании топлива, кг/т, который определяется по формуле:(10)где KCO – параметр, характеризующий количество оксидов углерода, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж;– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг = 4,186 8 МДж/кг.Определение теоретической концентрации монооксида углерода (, г/м3) в дымовых газах выполняется по формуле (7). С учетом поправки на реальные условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация монооксида углерода (, г/м3) в дымовых газах вычисляется по формуле (8). РАСЧЁТ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТАРасчет выбросов оксидов азота (в пересчета на NO2) (, г/с) в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени выполняется по формуле:(11)β – коэффициент, зависящий от степени снижения азота в результате применения технических природоохранных решений, принимается равным 0;– параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж, определяется для различных видов топлива в зависимости от тепловой мощности котлоагрегата Q, кВт, которую вычисляют по формуле:(12)Теоретическая концентрация оксидов азота в дымовых газах рассчитывается по формуле (7), с учетом поправки на реальные условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация определяется по формуле (8).РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ КОТЛОАГРЕГАТАРезультаты расчетов по определению выбросов вредных веществ в отходящих дымовых газах представлены в таблице 2.1. Таблица 2.1. Результаты расчёта газовоздушных выбросов котлоагрегатаРасчётный параметрОбозначениеЕдиница измеренияЗначениеРасход топлива на сжиганиеBг/с1527,8Зольность топливаAr% кг/ккал39Константа, зависящая от типа топки и качества сырьяχ–0,0026Доля твёрдых частиц в золоуловителяхη3–0,25Выброс взвешенных веществМтвг/с116,19Теоретическая концентрация ВЗВCттвг/м38,56Объём дымовых газов, образующихся при сжиганииVд.г.м3/г13,58Молярная масса диоксида углеродаmco2г/моль44Расход диоксида углеродаGco2г/с5602Молярная масса углеродаmcг/моль12Практическая концентрациявзвешенных частицСптвг/м38,15Коэффициент избытка воздуха в агрегатахαв–1,05Выброс оксида серыMso2г/с115,5Содержание серы в углеSr% кг/ккал4,2Доля оксидов, связываемых золойη'so2–0,1Доля оксидов, улавливаемых в золоуловителяхη"so2–0Теоретическая концентрацияCтso2г/м38,51Практическая концентрация оксида серы (IV)Cпso2г/м38,1Выбросы оксида углеродаMcoг/с10,49Выход газа при сжиганииRcoкг/т6,916Количество оксидов углерода, образующихся на 1 ГДж теплотыKcoкг/ГДж0,7Низшая теплота сгорания топливаQirМДж/кг9,88Потери теплотыq2%0,75Теоретическая концентрация монооксидаСтcoг/м30,772Практическая концентрация монооксидаСпcoг/м30,735Количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплотыKno2кг/ГДж0,23Мощность котлоагрегатаQкВт15094,44Выброс оксидов азотаMno2г/с3,472Теоретическая концентрация оксидов азотаCтno2г/м30,256Практическая концентрация оксидов азотаCпno2г/м30,244Практическая работа № 3.Расчет рассеивания веществ в атмосфере от одиночных стационарных источников загрязнения атмосферыИсходные данные для решения приведены в таблице 2.1Высота трубы Н= 50 м, диаметр трубы D= 1 м,Тг = 150 0С, Решение.1.Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества СМ (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при опасной скорости ветра на расстоянии ХМ (м) от источника и определяется по формуле [6]:СМ=, (13)где А =160 –коэффициент теплового рассеивания[6],F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, принимаем F=1 [6],η – коэффициент эффективности газоочистки, принимаем равным 1.Объем газовоздушной смеси определим по формулеV1 = ·W0 (14)V1= ·10 = 7,85 м3/сКоэффициенты mиnучитывают условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Для их расчета предварительно требуется рассчитать вспомогательные параметры f, VМ:f = 1000 = 1000 = 0,32; (15)где ΔТ – разница температур газовоздушной смеси и температуры воздуха, примем среднюю максимальную температуру самого жаркого месяца равной 250С,W0 = 10 м/с – средняя скорость выхода газовоздушной смеси.f= 1000 = 0,32;VМ =0,65(16)VМ= 0,65 =1,7м/с≈2 м/сПри f˂100 коэффициент m определяется по формулеm = = =1,033 (17)При f˂100 и VМ≥2 величина коэффициента n принимается равной 1 [6].Максимальное значение приземной концентрации взвешенных веществ:СМ = =0,768 мг/м3Максимальное значение приземной концентрации оксида серы:СМ= =0,763 мг/м3Максимальное значение приземной концентрации окиси углерода:СМ = =0,069 мг/м3Максимальное значение приземной концентрации оксида азота:СМ ==0,023 мг/м32. Расстояние ХМ от источника выбросов, на котором приземная концентрация при опасной скорости ветра достигает максимального значения СМ, рассчитывается по формуле:ХМ= ·d·H, (18)где d-безразмерный коэффициент при VМ≥2 находится по формуле:d=7 (1+0,28) (19)d= 7 (1+0,28) = 10,7 Тогда ХМ= ·10,7·50 = 535 м.3. Значение опасной скорости ветра uм, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ найдем по формулеuм = VМ(1+0,12) = 2(1+0,12)=2,14 м/с (20)Вывод:1)ПДК для диоксида азота и оксида углерода соответственно равны 0,085 и 5 мг/м3, следовательно, СМ ˂ПДК для обоих веществ (без учета фоновых концентраций и других ИЗА, выбрасывающих эти же вещества).2)ПДК для взвешенных веществ и оксида серы соответственно равны 0,5 и 0,5 мг/м3, следовательно, СМ >ПДК для обоих веществ (без учета фоновых концентраций и других ИЗА, выбрасывающих эти же вещества), поэтому требуются проведение мероприятий по снижению выбросов данных загрязняющих веществ в атмосферный воздух.3)Мероприятия по снижению выбросов взвешенных веществ и оксида серы:- внедрение предварительной очистки минерального топлива от соединений серы (например, гидрообессеривание, окислительное обессеривание и т.п.);- реконструкция пылегазоулавливающего оборудования либо его замена на новое более эффективное.ЗаключениеПредприятия топливно-энергетического комплекса для выработки электроэнергии, используя различные виды топлива, сжигание которого сопровождается выделением в атмосферный воздух золы, оксидов серы, оксидов углерода и азота, бензапирена и других вредных веществ, относятся к предприятиям 1 класса опасности. Поэтому пути решения и устранения проблемы загрязнения атмосферы продуктами их производственной деятельности требуют значительных финансовых затрат и людских ресурсов. Так важно, все мероприятия по возможности проводить в короткие, сжатые сроки для минимизации негативных последствий аварий, взрывов или утечек минерального топлива. А профилактические мероприятия, направленные на предотвращение загрязнений, неважно по какой причине они возникли, является единственным успешным залогом поддержания удовлетворительной экологической обстановки и сохранения видового разнообразия на планете Земля.Библиографический список1. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» №7-ФЗ от 10.01.2002[Электронный ресурс/ - Режим доступа:https://docs.cntd.ru]2. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» № 96-ФЗ от 04.05.1999[Электронный ресурс/ - Режим доступа:https://docs.cntd.ru]3.Приказ Минприроды России от 07.08.2018 N 352 (ред. от 17.09.2019) "Об утверждении Порядка проведения инвентаризации стационарных источников и выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, корректировки ее данных, документирования и хранения данных, полученных в результате проведения таких инвентаризации и корректировки" (Зарегистрировано в Минюсте России 24.10.2018 N 52522)[Электронный ресурс/ - Режим доступа:https://www.consultant.ru]4.Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью до 20 Гкал/час (с учетом методического письма НИИ «Атмосфера» № 335/33-07 от 17 мая 2000 г.), Утв. Госкомитетом РФ по охране окружающей среды, 1999.[Электронный ресурс/ - Режим доступа:https://docs.cntd.ru]5. Приказ Минприроды РФ от 06 июня 2017 № 273 «Об утверждении методов расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе.[Электронный ресурс/ - Режим доступа:https://docs.cntd.ru]6. Нормирование выбросов в окружающую среду : учеб. пособие / Н. А. Третьякова ; [науч. ред. М. Г. Шишов] ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018. — 214 с.7. Презентация по основам термодинамики и теплотехники на тему «Котельный установки и агрегаты» [Электронный ресурс/ - Режим доступа:https://infourok.ru]