Как найти выброс серы

Суммарное
количество оксидов серы, выбрасываемых

в атмосферу с дымовыми газами,
вычисляют по формуле, г/с:

,
(1.2)

где

–
содержание
серы в топливе на рабочую массу, %;

–
доля
оксидов серы, связываемых летучей золой
топлива в котле, определяемая из табл.
1.1;

–
доля
оксидов серы, улавливаемых в мокром
золоуловителе (для сухих золоуловителей

).

Таблица
1.1

Доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива в котле

Топливо
Березовские угли Канско-Ачинского бассейна:
для топок с твердым шлакоудалением	0,5
для топок с жидким шлакоудалением	0,2
Другие угли Канско-Ачинского бассейна (ирша-бородинский, назаровский, абаканский, боготольский, итатский, барандатский, черногорский, артемовский, харанорский, бикинский):
для топок с твердым шлакоудалением	0,2
для топок с жидким шлакоудалением	0,05
Угли других месторождений	0,1
Мазут	0,02
Газ	0

1.3. Расчет выбросов оксида углерода

Расчет
количества выбросов оксида углерода
ведется по формуле, г/с:

(1.3)

где В
– расход топлива, г/с;

–
низшая теплота сгорания топлива, МДж/м³
или МДж/кг;

–
потери
теплоты от механической неполноты
сгорания топлива,
%; К_СО
–
количество
оксида углерода, образующееся на единицу
тепла, выделяющегося при горении топлива,
кг/ГДж (принимается по
табл. 1.2).

Таблица 1.2

Значения коэффициента ксо в зависимости от типа топки и вида топлива

Тип топки	Вид топлива	КСО, кг/ГДж
С забрасывателями и цепной решеткой	Бурые и каменные угли	0,7
Слоевые топки бытовых теплогенераторов	Дрова Бурые угли Каменные угли Антрацит, тощие угли	14,0 16,0 7,0 3,0
Камерные топки	Мазут	0,13
Паровые и водогрейные котлы	Газ природный, попутный и коксовый	0,1
Бытовые теплогенераторы	Газ природный Легкое жидкое (печное) топливо	0,05 0,08

1.4. Расчет выбросов оксидов азота

Количество
выбросов оксидов азота

в пересчете на

может быть рассчитано по формуле, г/с:

– при
сжигании природного газа

;
(1.4)

– при
сжигании мазута

;
(1.5)

– при
сжигании твердого топлива

;
(1.6)

где

–
расчетный
расход топлива,
кг/с или
м³/с;

– удельный выброс оксидов азота при
сжигании топлива на

1 МДж теплоты,
г/МДж, принимаемый по табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Объемный расход продуктов сгорания при нормальных условиях находим по формуле:

Объемный расход продуктов сгорания при температуре уходящих газов:

м³/с

Присосы за пределами котла находим по формуле:

– присосы воздуха в золоуловителе;

– присосы воздуха в газоходах.

Количество присасываемого воздуха при нормальных условиях:

м³/с

Количество присасываемого воздуха при температуре наружного воздуха:

Летом:

м³/с

Зимой:

м³/с

Плотность газов за котлом:

кг/м³

Плотность присасываемого воздуха:

Летом:

кг/м³

Зимой:

кг/м³

Массовый расход газов из котла:

кг/с

Масса присасываемого воздуха:

Летом:

кг/с

Зимой:

кг/с

Температура уходящих газов в устье дымовой трубы:

Летом:

^оС

– плотность газов:

кг/м³

Зимой:

^оС

– плотность газов:

кг/м³

Зная массовый расход и их плотность, находится объемный расход газов из котла в устье дымовой трубы:

Летом:

м³/с

Зимой:

м³/с

Расчет выбросов окислов серы

Выброс окислов серы находим по формуле:

где =2% – содержание серы на рабочую массу;

– доля окислов серы, улавливаемых летучей золой в газоходах котла;

– доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителе.

г/с

Расчет выбросов окислов азота

Выброс окислов азота определяем по формуле:

К — коэффициент, характеризующий выход окислов азота условного топлива; для котлов паропроизводительностыо более 70 т/ч при номинальной нагрузке определяем по формуле:

кг/т

– коэффициент, учитывающий содержание в топливе азота;

– коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления;

– коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок);

– коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку;

– коэффициент, характеризующий снижение выброса окислов азота, при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании);

– потеря теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива;

– степень рециркуляции газов.

г/с

Определение газообразных вредностей создаваемых дымовой трубой

Определим максимальную приземную концентрацию выбросов вредных веществ из устья дымовой трубы:

– коэффициент температурной стратификации, зависящий от метеоусловий в данном районе;

– безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

мг/м³ и мг/м³ – предельно допустимые концентрации вредных примесей на уровне дыхания;

г/с;

м – высота дымовой трубы;

м³/с – объемный расход газов из котла в устье дымовой трубы летом;

м³/с – объемный расход газов из котла в устье дымовой трубы зимой;

– разность температур уходящих газов и воздуха.

– летом;

– зимой;

Концентрация вредных веществ:

Летом:

мг/м³

Зимой:

кг/м³

Из расчетов видно, что максимальные приземные концентрации выбросов вредных веществ не превышают ПДК. Существующая на Кумертауской ТЭЦ дымовая труба высотой Н=140 м удовлетворяет этим требованиям.

Вывод:

В данном разделе произведен выбор основного и вспомогательного оборудования. Выбор вспомогательного оборудования произведен на основе теплового расчета. Также произведен расчет приземных максимальных концентраций выбросов вредных веществ для выбора дымовой трубы.

турбоустановка тепловой сетевой подогреватель

Расчет выбросов загрязняющих веществ

1.
Расчет выбросов загрязняющих веществ

 

.1
Твердые частицы

Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и несгоревшего
топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами
котлоагрегатов при сжигании твердого топлива и мазута производится по формуле:

М_тв = В·А^Р·χ· (1 – η) (1.1)

где В-расход топлива, т/год, г/с; А^р – зольность
топлива в рабочем состоянии, %, принимаемая по табл. 2.4 МУ; χ – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа топки и вида
топлива по табл. 2.2 МУ; h – доля твердых частиц, улавливаемых в
золоуловителях (для сухих золоуловителей принимается равной 0)

Годовой выброс золы составляет:

G_тв = 12550 · 37,6 · 0,0023 · (1 – 0) = 1085,3 т/год

Котел работает 12 месяцев (по заданию).

Секундный расход топлива за 10 месяцев работы составляет:

В_сек ^{=  =} 704,3
г/с

Секундный выброс золы составляет:

М_тв = 704,3 · 37,6· 0,0026· (1-0) = 68,73 г./с.

1.2
Оксиды серы

Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год,
г/с) выполняется по формуле:

 = 0,02×В×S^р (1 – ) (1 – ) (1.2)

где S^р – содержание серы в топливе, %, принимаемая по
табл. 2.4 МУ; – доля оксидов серы, связываемых летучей
золой в котле; – доля оксидов серы, улавливаемых в
золоуловителе попутно с твердыми частицами (для сухих золоуловителей
принимается равной 0).

Годовой выброс диоксида серы составляет:

G_SO2 = 0,02 · 12550 · 3,7 · (1 – 0,1) · (1 – 0) = 22,6 т/год

Секундный выброс диоксида серы составляет:

М_SO2 = 0,02 · 704,3 · 3,7 · (1 – 0,1) · (1 – 0) = 4,69 г./с

 

.3
Оксид углерода

Расчет выбросов оксида углерода (т/год. г/с,) производится по
формуле:

М_СО = 0,001×С_СО×В× (1 – ), (1.3)

где С_СО – выход оксида углерода при сжигании твердого,
жидкого или газообразного топлива (кг/т, кг/тыс. м³) определяется по
формуле:

С_СО = q₃×R× / 1013 (1.4)

где q₃, q₄ – потери теплоты соответственно
от химической и механической неполноты сгорания топлива, %, принимаемые по
таблице 2.3 МУ; R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие
химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием оксида
углерода в продуктах сгорания (для угля R=1);  – теплота сгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м³,
принимаемая по табл. 2.4 МУ

С_СО = 0,8 · 1 · 10,38 /1013 = 0,008

Годовой выброс оксида углерода составляет:

G_СО = 0,001
· 0,008 · 12550 · (1 – ) = 0,09 т/год

Секундный выброс оксида углерода составляет:

М_СО = 0,001 · 0,008 · 704,3 · (1 – ) = 0,005 г./с

 

.4
Оксиды азота

Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂),
выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

= 0,001× К× В ×  × (1 – b) (1.5)

где В-расход натурального топлива за рассматриваемый период
времени (т/год, тыс. м³/год, г/с, л/с);  – теплота сгорания натурального топлива
(МДж/кг, Мдж/м³); К– параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся
на 1 ГДж тепла (кг/ГДж); b – коэффициент,
зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения
технических решений.

Годовой выброс оксида азота составляет:

G_СО = 0,001
· 0,7 · 12550 ·10,38 · (1 -0) = 91,2 т/год

Секундный выброс оксида азота составляет:

G_СО = 0,001
· 0,7 · 704,3 ·10,38 · (1 -0) = 5,1 г/с

Таблица 1

Наименование вредных веществ	Годовой выброс G, т/год	Секундный выброс М, г/с
Твердые частицы	1085,3	68,73
Оксид серы	22,6	4,63
Оксид углерода	0,09	0,005
Оксид азота	91,2	5,1

2. Расчет концентраций

Для характеристики объема вредных веществ, выбрасываемых в
атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно
допустимого выброса (ПДВ), которая рассчитывается по ОНД – 86 и
регламентируется ГОСТом 17.2.3.02-78.

Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем (рис. 1):
суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на
предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ)
предприятия или на территории жилой застройки концентрации, превышающей ПДКа.в.

< ПДК м.р (2.1)

где  – максимальная концентрация загрязняющего
вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м³;
 – фоновая концентрация
загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м³

Под одиночным или точечным источником понимается дымовая
труба предприятия.

Опорным значением является максимальное значение обусловленной
предприятием приземной концентрации.

Максимальная приземная концентрация вредного вещества (, мг/м³) при
выбросе газовоздушной смеси из точечного источника с круглым устьем достигается
при неблагоприятных метеоусловиях на расстоянии (м) от
источника

 (2.2)

где Н – высота трубы, м;  – масса выбрасываемого в
атмосферу в единицу времени вещества, г/с; – разность температур
выбрасываемых газов и атмосферного воздуха  – полный расход
выбрасываемых газов на срезе трубы, м³ /с определяется по формуле

 (2.3)

где (м) – диаметр устья источника;  (м/с) – средняя скорость
выхода газов из источника выбросов; – безмерный коэффициент,
учитывающий влияние рельефа. Для равнинного ландшафта ; А, F – коэффициенты,
принимаемые по табл. 1 и табл. 2 соответственно:

V₁ =  · 9 = 15,9 м³/с

m, n – коэффициенты, учитывающие подъем факела
под трубой. Значение этих коэффициентов определяется по вспомогательным
величинам, вычисляемым в свою очередь по конструктивным параметрам

 (2.4)

f = 1000 ·  5,1

 (2.5)

V_м = 0,65 = 1,44

 (2.6)

 (2.7)

f_e = 800 · (0,35)³ = 34,3

Коэффициент определяется по формуле:

 при  (2.8)

m =  = 1,4

Коэффициент при  определяется
в зависимости от :

 при  (2.9)

n = 0,532 · 3,02² – 2,13 · 3,02 + 3,13 = 1,59

Максимальная приземная концентрация твердых частиц составляет:

С_м =  =  = 2,75 мг/м³

Максимальная приземная концентрация оксида серы составляет:

С_м =  =  = 0,9 мг/м³

Максимальная приземная концентрация оксида углеводорода
составляет:

С_м =  =  = 0,0002 мг/м³

Максимальная приземная концентрация оксида азота составляет:

С_м =  =  = 0,2 мг/м³.

2.1
Расчет расстояния от источника до координаты максимума концентраций

Для горячих источников расстояние (м) от источника выбросов
до точки, в которой приземная концентрация  (мг/м³) при
неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения , определяется по формуле

 (2.10)

где безразмерный коэффициент  при  < 100 находится по
формулам:

выброс сжигание топливо предельный

 при ; (2.11)

d = 4,95 · 1,44 · (1 + 0,28 · ) = 10,56

Х_м =  · 33 · 22,15= 730,95.

2.2
Расчет опасной скорости ветра

Как показали исследования, при прочих равных условиях
приземная концентрация достигает своего максимума  при некоторой,
получившей название опасной скорости ветра  (м/с). При больших и
меньших скоростях концентрации снижаются.

Поскольку скорость ветра с высотой увеличивается, принято
измерять ее на отметке 10 м.

Для горячих источников в случае  опасная скорость ветра
определяется по формуле:

 при ;  при ; (2.12)

 = 1,05 м/с.

2.3
Расчет предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу (ПДВ)

ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения
атмосферы таким образом, чтобы выбросы вредных веществ от данного источника и
от совокупности источников города с учетом перспективы развития промышленных
предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создавали приземную
концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира
(ГОСТ 17.2.3.02-78).

ПДВ (г/с) должны устанавливаться для времени года и нагрузки,
сочетание которых дает максимальные приземные концентрации. Для ТЭЦ, например,
это наиболее холодный период года, когда тепловые и электрические нагрузки
максимальны. ПДВ устанавливается для каждой дымовой трубы и предприятия в
целом.

Таблица 2

Наименование вредных веществ	Предельно-допустимые концентрации, ПДК, мг/м3	Фоновые концентрации, Сф, мг/м3
Твердые частицы	0,15	0,015
Оксид серы	0,5	0,05
Оксид углерода	5	0,5
Оксид азота	0,085	0,0085

Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем
в случаях < ПДК определяется для горячих источников по
формуле:

, г/с (2.13)

ПДВ твердых частиц составляет:

ПДВ =  ·  = 3,57 г./с

ПДВ оксида серы составляет:

ПДВ =  ·  = 11,2 г/с

ПДВ оксида углерода составляет:

ПДВ =  ·  = 122,4 г/с

ПДВ оксида азота составляет:

ПДВ =  ·  = 1,93 г./с.

2.4
Суммарное количество загрязнителя

Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем (рис. 1):
суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на
предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ)
предприятия или на территории жилой застройки концентрации, превышающей ПДКа.в.

< ПДК м.р (2.14)

где  – максимальная концентрация загрязняющего
вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м³;
 – фоновая концентрация
загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м³

Твердые частицы:

C_Σ = 2,75 + 0,015 = 2,77
мг/м³

,64 мг/м³ >0,15 мг/м³ – условие не
выполняется, концентрации превышают ПДК

Оксиды серы:

C_Σ = 0,9 + 0,05 = 0,95 мг/м³

,37 мг/м³ > 0,5 мг/м³ – условие не
выполняется, концентрации превышают ПДК

Оксиды углерода:

Оксиды азота:

C_Σ = 0,2 + 0,0085 = 0,2085
мг/м³

,2385 мг/м³ > 0,085 мг/м³ – условие
не выполняется, концентрации превышают ПДК.

2.5
Санитарно-защитная зона

В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03
«Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и
иных объектов» размер СЗЗ для металлургических, машиностроительных и
металлообрабатывающих предприятий и производств 3 класса устанавливается в
пределах 300 м.