Характеристика выделений загрязняющих веществ в атмосферу



Скачать 66.27 Kb.
Дата30.04.2016
Размер66.27 Kb.

1.1 Цех №1 (ИЗА №1)


Расчет выделений загрязняющих веществ выполнен в соответствии с «Методикой определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 ГКалл в час (с учетом методического письма НИИ Атмосфера № 335/33-07 от 17 мая 2000 г.)», Москва, 1999.

Количественная и качественная характеристика загрязняющих веществ, выделяющихся в атмосферу от котлоагрегата, приведена в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1 - Характеристика выделений загрязняющих веществ в атмосферу

Загрязняющее вещество

Максимально разовый выброс, г/с

Годовой выброс, т/год

код

наименование

301

Азота диоксид (Азот (IV) оксид)

0,0274991

0,501852

304

Азот (II) оксид (Азота оксид)

0,0044686

0,081551

337

Углерод оксид

0,071

1,29575

703

Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен)

5,0845·10-9

0,0000001

Исходные данные для расчета выделений загрязняющих веществ приведены в таблице 1.1.2.

Таблица 1.1.2 - Исходные данные для расчета



Данные

Параметры

Коэффициенты

Одновременность

Котел №1. Природный газ, газопровод Уренгой-Надым-Пунга-Ухта. Расход: B' = 20 л/с, B = 365 тыс. нм³/год. Камерная топка. Водогрейный котел.

Горелка дутьевая напорного типа: βк = 1. Котел работает в общем случае. Температура горячего воздуха (воздуха для дутья): tгв = 30°С. Доля воздуха подаваемого в промежуточную зону факела: δ = 0. Рециркуляции нет. Объем сухих дымовых газов рассчитывается по составу топлива. Теплонапряжение топочного объема рассчитывается.

Qr= 35,5 МДж/нм³; p= 0,724 кг/нм³;
Qн= 0,71 МВт; βa= 1,225;
βr= 0; βδ= 0;
Vt= 1,753086 м³; t= 5070 ч.;
Sr'= 0 %; Sr= 0 %;
q3= 0,2 %; q4= 0 %;
α"т= 1,1;

+

Принятые условные обозначения, расчетные формулы, а также расчетные параметры и их обоснование приведены ниже.

Газообразное топливо, водогрейный котел.

Оксиды азота.

Суммарное количество оксидов азота NOx в пересчете на NO2г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, рассчитывается по формуле (1.1.1):



MNOx = Bp · Qri · KrNO2 · ßк · ßt · ßα · (1 - ßr) · (1 - ßδ) · kП (1.1.1)

где Bp - расчетный расход топлива, л/с (тыс. нм³/год);



Qri - низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм³;

KrNO2 - удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, г/МДж;

ßk - безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки;

ßt - безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения;

ßα - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота;

ßr - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота;

ßδ - безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру;

kП - коэффициент пересчета, kП = 10-3.

Для водогрейных котлов KгNO2 считается по формуле (1.1.2):



KrNO2 = 0,0113 · √QТ + 0,03 (1.1.2)

где QТ - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт.



QT определяется по формуле (1.1.3):

QТ = B'р · Qri · kП (1.1.3)

где Bр - расчетный расход топлива, л/с;



Qri - низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм³.

kП - коэффициент пересчета, kП = 10-3.

Коэффициент ßt определяется по формуле (1.1.4):



ßt = 1 + 0,002 · (tгв - 30) (1.1.4)

где tгв - температура горячего воздуха, °С.

При подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом ßr определяется формулой (1.1.5):

ßr = 0,16 · √r (1.1.5)

где r - степень рециркуляции дымовых газов, %.

Коэффициент ßδ определяется формулой (1.1.6):

ßδ = 0,022 · δ (1.1.6)

где δ - доля воздуха, подаваемого в промежуточную зону факела (в процентах от общего количества организованного воздуха).

В связи с установленными раздельными ПДК для оксида и диоксида азота и с учетом трансформации оксида азота в атмосферном воздухе суммарные выбросы оксидов азота разделяются на составляющие по формулам (1.1.7 - 1.1.8):

MNO2 = 0,8 · MNOx (1.1.7)

MNO = 0,13 · MNOx (1.1.8)

Оксиды серы.

Суммарное количество оксидов серы MSO2, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами ( г/с, т/год), вычисляется по формуле (1.1.9):



MSO2 = 0,02 · B · ρ · Sr · (1 - ηSO2) (1.1.9)

где B - расход натурального топлива за рассматриваемый период, л/с (тыс. нм³/год);



ρ - плотность газообразного топлива, кг/нм³;

Sr - содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

η’SO2 - доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле.

Оксид углерода.

При отсутствии данных инструментальных замеров оценка суммарного количества выбросов оксида углерода, г/с (т/год), может быть выполнена по соотношению (1.1.10):



MCO = 10-3 · B · CCO · (1 - q4 / 100) (1.1.10)

где B - расход топлива, л/с (тыс. нм³/год);



CCO - выход оксида углерода при сжигании топлива, г/нм³;

q4 - потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.

Параметр CCO определяется по формуле (1.1.11):



CCO = q3 · R · Qri (1.1.11)

где q3 - потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;



Qri - низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм³;

R - коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода.

Бенз(а)пирен.

Суммарное количество Mj загрязняющего вещества j, поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), определяется по формуле (1.1.12):



Мj = cj · Vсг · Bр · kП (1.1.12)

cj - массовая концентрация загрязняющего вещества j в сухих дымовых газах при стандартном коэффициенте избытка воздуха α0 = 1,4 и нормальных условиях мг/нм³;

Vсг - объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1 нм³ топлива, при α0 = 1,4, нм³/нм³ топлива;

Bр - расчетный расход топлива; при определении выбросов в г/с, Bр берется в тыс. нм³/ч; при определении выбросов в т/г, Bр берется в тыс. нм³/год;

kП - коэффициент пересчета; при определении выбросов в г/с, kП = 0,278 · 10-3, при определении выбросов в т/г, kП = 10-6.

Расчетный расход топлива Вр, тыс. нм³/ч или тыс. нм³/год, определяется по формуле (1.1.13):



Bp = (1 - q4 / 100) · B (1.1.13)

где B - полный расход топлива на котел тыс. нм³/ч или тыс. нм³/год



q4 - потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %.

Концентрация бенз(а)пирена, мг/нм³, в сухих продуктах сгорания природного газа на выходе из топочной зоны водогрейных котлов малой мощности определяется следующим образом:

для α’’T = 1,08 ÷ 1,25 по формуле (1.1.14):

сГбп = 10-6 · (0,11 · qv - 7,0) · KД · KР · KСТ / e3,5 · (α’’т - 1) (1.1.14)

для α’’T > 1,25 по формуле (1.1.15):



сГбп = 10-6 · (0,13 · qv - 5,0) · KД · KР · KСТ / (1,3 · e3,5 · (α’’т - 1)) (1.1.15)

где α’’Т - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки;



qV - теплонапряжение топочного объема, кВт/м³;

KД - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания;

KР - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки котла на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания;

KСТ - коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорании;

Для расчета максимальных и валовых выбросов концентрация бенз(а)пирена приводятся к избыткам воздуха α0 = 1,4 по формуле (1.1.16):



cj = cГбп · α''T / α0 (1.1.16)

где α''T - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки.

Объем сухих дымовых газов при стандартном коэффициенте избытка воздуха α0 = 1,4 и нормальных условиях (температура 273 К и давление 101,3 кПа) определяется по уравнению (1.1.17):

VСГ = V0Г + (α0 - 1) · V0 - V0H2O (1.1.17)

гдеV0,V0ГиV0H2O– соответственно объемы воздуха, дымовых газов и водяных паров при стехиометрическом сжигании одного килограмма (1 нм³) топлива, нм³/кг (нм³/нм³).

Для газообразного топлива расчет выполняют по химическому составу сжигаемого топлива по формулам (1.1.18-1.1.20):

V0 = 0,0476 · [0,5 · CO + 0,5 · H2 + 1,5 · H2S + Σ(m + n / 4) · CmHn - O2] (1.1.18)

V0H2O = 0,01 · [H2 + H2S + 0,5 · Σn · CmHn + 0,124 · dг.тл] + 0,0161 · V0 (1.1.19)

V0Г = 0,01 · [CO2 + CO + H2S + Σm · CmHn] + 0,79 · V0 + N2 / 100 + V0H2O (1.1.20)

где CO, CO2, H2, H2S, CmHn, N2, O2 – соответственно содержание оксида углерода, диоксида углерода, водорода, сероводорода, углеводородов, азота и кислорода в исходном топливе, %;



m и n - число атомов углерода и водорода соответственно;

dг.тл - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 нм³ сухого газа, г/нм³.

Расчет максимально разового и годового выделения загрязняющих веществ в атмосферу приведен ниже.



Котел №1

B'p = 20 · (1 - 0 / 100) = 20 л/с;

Bp = 365 · (1 - 0 / 100) = 365 тыс. нм³/год;

Q'T = 20 · 10-3 · 35,5 = 0,71 МВт;

QT = (365 / 5070 / 3600 · 106) · 10-3 · 35,5 = 0,709922 МВт;

K'гNOx = 0,0113 · √0,71 + 0,03 = 0,0395215 г/МДж;

KгNOx = 0,0113 · √0,709922 + 0,03 = 0,039521 г/МДж;

ßt = 1 + 0,002 · (30 - 30) = 1;

ßr = 0;

ßδ = 0,022 · 0 = 0;

K'д = 1,4 · (0,71 / 0,71)2 - 5,3 · 0,71 / 0,71 + 4,9 = 1;

Kд = 1,4 · (0,71 / 0,71)2 - 5,3 · 0,71 / 0,71 + 4,9 = 1,000274;

Kр = 0 · 0 + 1 = 1;

Kст = 0 / 14,22 + 1 = 1;

CCO = 0,2 · 0,75 · 35,5 = 3,55 г/нм³;

qv = 709,9222 / 1,753086 = 404,95562 кВт/м³;

q'v = 710 / 1,753086 = 405 кВт/м³;

C'БП = 10-6 · 0,75 · (0,11 · 405 - 7) / e3,5 · (1,1 - 1) · 1 · 1 · 1 = 0,0000265 мг/нм³;

CБП = 10-6 · 0,75 · (0,11 · 404,95562 - 7) / e3,5 · (1,1 - 1) · 1,000274 · 1 · 1 = 0,0000265 мг/нм³;

∑(m+n/4)∙CmHn = (1 + 4/4) · 98,72 + (2 + 6/4) · 0,12 + (3 + 8/4) · 0,01 + (4 + 10/4) · 0,01 + (5 + 12/4) · 0 = 197,91;



VO = 0,0476 · [0,5 · 0 + 0,5 · 0 + 1,5 · 0 + 197,91 - 0] = 9,42052 нм³/нм³;

n · CmHn = 4 · 98,72 + 6 · 0,12 + 8 · 0,01 + 10 · 0,01 + 12 · 0 = 395,78;



VOH2O = 0,01 · [0 + 0 + 0,5 · 395,78 + 0,124 · 1] + 0,0161 · 9,42052 = 2,13181 нм³/нм³;

m · CmHn = 1 · 98,72 + 2 · 0,12 + 3 · 0,01 + 4 · 0,01 + 5 · 0 = 99,03;



VOГ = 0,01 · [0,14 + 0 + 0 + 99,03] + 0,79 · 9,42052 + 1 / 100 + 2,13181 = 10,57572 нм³/нм³;

V = 10,57572 + (1,4 - 1) · 9,42052 - 2,13181 = 12,21211 нм³/нм³.

M'NOx301 = 20 · 35,5 · 0,0395215 · 1 · 1 · 1,225 · (1 - 0) · (1 - 0) · 0,001 · 0,8 = 0,0274991 г/с;

MNOx301 = 365 · 35,5 · 0,039521 · 1 · 1 · 1,225 · (1 - 0) · (1 - 0) · 0,001 · 0,8 = 0,501852 т/год.

M'NOx304 = 20 · 35,5 · 0,0395215 · 1 · 1 · 1,225 · (1 - 0) · (1 - 0) · 0,001 · 0,13 = 0,0044686 г/с;

MNOx304 = 365 · 35,5 · 0,039521 · 1 · 1 · 1,225 · (1 - 0) · (1 - 0) · 0,001 · 0,13 = 0,081551 т/год.

M'CO337 = 10-3 · 20 · 3,55 · (1 - 0 / 100) = 0,071 г/с;

MCO337 = 10-3 · 365 · 3,55 · (1 - 0 / 100) = 1,29575 т/год.

M'БП703 = (0,0000265 · 1,1 / 1,4) · 12,21211 · (20 · 3600 · 10-6) · 0,000278 = 5,0821·10-9 г/с;

MБП703 = (0,0000265 · 1,1 / 1,4) · 12,21211 · 365 · 0,000001 = 0,0000001 т/год.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал