Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами

Перечень вредных веществ, выбрасываемых с дымовыми газа­ми, включает следующие ингредиенты: твердые частицы, окис­лы сери, окись углерода, окислы азота, пятиокись ванадия и некоторые продукты неполного сгорания топлива.

Выбросы вредных веществ рассчитываются в массовых едини­цах за рассматриваемый период времени, например, т/год или г/с.

Необходимо учитывать периодичность работы котельной ус­тановки в рассматриваемый период времени и различные вида применяемых топлив. Для этого рассматриваемый период времени (год) делится на промежутки времени, в течение каждого из которых производилась работа на одном виде топлива. Рас­сматриваются выбросы в каждом промежутке времени, и суммиру­ется количество выбросов за год.

При использовании нескольких видов топлива в одной котельной установке одновременно, выбросы рассчитываются, как сумма выбросов от раздельного использования этих топлив.

Текущие выбросы в рассматриваемый момент времени, как правило, измеряются в г/с.

Максимальные текущие выбросы соответствуют режиму номи­нальной (установленной) мощности.

Наиболее распространенный случай - работа котельной уста­новки в режиме установленной мощности в течение отопитель­ного периода в году на одном виде топлива. В этом случае выбросы за год равны выбросам за отопительный период года.

Расчет вредных выбросов рекомендуется вести в следующем порядке:

1. Расход топлива за рассматриваемый период

где -КПД котельной установки, в долях;

-низшая теплота сгорания, ккал/кг.

Для определения весового расхода природного газа рекомендуется использовать формулы:

,

где: -плотность природного газа, кг/м³,

- низшая теплота сгорания, ккал/м³.

2. Годовой коэффициент нагрузки

где: - отопительный период.

3. Расход топлива за год

.

4. Расчет выбросов окислов серы

где -доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива

(см.ниже):

-доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителях по пути с улавливанием твердых частиц. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях она зависит от приведенной сернистости топлива , (% кг)/МДж и от расхода общей щелочности орошаемой воды рис. 1.

5. Расход выбросов окиси углерода

- выход окиси углерода при сжигании 1 т топлива:

,кг/т

где размерность - выражается в кДж/кг; =10,13 МДж/кг; - для мазута и газа при отсутствии системы автоматического регулирования горения равно 0,5 (), при отлаженное системе равно 0,15 (); R - безразмерная доля q₃, обусловленная наличием продукта неполного сгорания. Для твердого топлива R=1, газа R=0,5, для мазута R=0,65.

При размерности Q_ном Гкал/ч Q_со2=2420 ккал/кг, расчетное секундное количество выбросов равно

6. Расчет выбросов диоксида азота

,

,

где -количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, в зависимости от вида сжигаемого топлива и номинальной производительности котельной установки, определяется по рис.2.

7. Удельный объем стехиометрического количества воздуха

.

8. Удельный объем уходящих газов при нормальных условиях

,

где - коэффициент избытка воздуха.

9. Удельный объем уходящих газов по формуле пересчета на фактическую температуру газов

,

где t - температура уходящих газов.

10. Массовая концентрация ингредиентов в уходящих газах

где - массовая доля для окислов серы, окиси углерода, диоксида азота.

11. Объемная концентрация в уходящих газах:

где , , .

12. Определение диаметра устья дымовой трубы

где - объемный расход продуктов сгорания через трубу при температуре их в выходном сечении,

где В - расход топлива одним котлом, м³/с;

n - число установленных котлов;

V₀ - суммарный объем продуктов сгорания, получающийся при сжигании 1 м³ газа;

t_ух - температура уходящих газов за котлами, ⁰С;

- скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы,

13. Определяем предварительную минимальную высоту дымовой трубы

где А- коэффициент зависящий от метеорологических условий местности;

, - предельно допустимые концентрации SO₂, NO₂;

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе

z- число дымовых труб;

- разность температуры выбрасываемых газов и средней температуры воздуха, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в полдень.

14. Определяем коэффициенты f и v_м:

Определяем коэффициент m в зависимости от параметра f:

Определяем безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра v:

при v_м ≤ 0,3, n=3

при 0,3 ≤v_м ≤2,

при v_м ≥2, n=1

Определяется минимальная высота дымовой трубы во втором приближении:

При необходимо выполнить второй уточняющий расчет.

Пересчитываем поправочные коэффициенты при Н₁.