3.2. Определение валовых выбросов нефтепродуктов при механической очистке нефтесодержащих сточных вод
Расчет количества выбросов, поступающих с поверхности нефтеулавливающих устройств производят в соответствии с рекомендациями [8].
Количество выбросов с поверхности нефтеловушек (кг/ч) открытого или полуоткрытого типа (поверхность частично или полностью покрыта шифером или другим материалом) рассчитывается по формуле:
(3.11)
где v – среднегодовая скорость ветра, м/с; Ps – давление насыщенных паров нефтепродуктов при 38○С, гПа, принимается в зависимости от значений эквивалентной температуры начала кипения жидкости tэкв (табл. 3.7); C – концентрация нефтепродуктов в сточных водах, мг/л; F – площадь поверхности жидкости, м2; K5, К10, K11 – коэффициенты.
Эквивалентная температура начала кипения жидкости:
(3.12)
где tн.к, tк.к – температура соответственно начала и конца кипения многокомпонентной жидкости, ○С (tн.к = 40-50 0С, tк.к = 200-240○С).
Таблица 3.7
Значение давления насыщенных паров в зависимости от эквивалентной температуры
Показатели |
Единицы измерения |
Значения показателей |
|||||||
tэкв |
0С |
17 |
22 |
27 |
32 |
37 |
42 |
47 |
65 |
Ps |
гПа |
1982 |
1702 |
1450 |
1282 |
1043 |
882 |
747 |
398 |
Коэффициент К5 (табл. 3.8) принимается в зависимости от температуры сточной жидкости, подаваемой в нефтеловушку и давления насыщенных паров ловушечного продукта (Ps).
Таблица 3.8
Значение коэффициента К5
Показатели |
Единицы измерения |
Значения показателей |
|||||||
Ps |
гПа |
> 900 |
700-900 |
500-700 |
300-500 |
||||
tж |
0С |
40 |
60 |
40 |
60 |
40 |
60 |
40 |
60 |
К5 |
|
0,933 |
1,253 |
0,934 |
1,26 |
0,939 |
1,28 |
0,975 |
1,325 |
Коэффициент К10 принимается для нефтепродуктов с давлением насыщенных паров более 1,5 гПа равным 0,25.
Коэффициент К11 (табл. 3.9) принимается в зависимости от степени укрытия поверхностей сооружений механической очистки.
Таблица 3.9
Значение коэффициента К11
Значение показателей |
Величина показателя |
||||
Степень укрытия, % |
0 |
25 |
50 |
75 |
100 |
К11 |
1 |
0,88 |
0,72 |
0,42 |
0,1 |
Концентрации отдельных ингредиентов в парах испаряющих нефтепродуктов (табл. 3.10).
Таблица 3.10
Концентрация загрязняющих веществ по массе
Наименование веществ |
Концентрация загрязняющих веществ по массе (%) по объектам |
||
песколовка |
нефтеловушка |
шламонакопитель |
|
Предельные углеводороды |
81,99 |
86,26 |
90,22 |
Непредельные углеводороды |
5,73 |
2,12 |
2,56 |
Ароматические углеводороды, в том числе: |
6,95
|
10,56
|
6,8
|
Бензол |
1,17 |
2,19 |
2,9 |
Толуол |
5,03 |
5,69 |
3,5 |
Ксилолы |
0,75 |
2,68 |
0,4 |
Фенол |
0,72 |
0,59 |
0,06 |
Сероводород |
4,61 |
0,47 |
0,36 |
Расчет индивидуальных выбросов вредных веществ и групп углеводородов в атмосферу по компонентам (кг/ч) с объектов очистных сооружений проводится по уравнению:
(3.13)
где Пi – выбросы вредных веществ в атмосферу с i-го объекта, кг/ч; Сj – весовая концентрация j-го компонента в парах нефтепродукта с i -го объекта, %.
Решение типовой задачи 3.2
Условие. Определить выбросы загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух при механической очистке нефтесодержащих вод в горизонтальной песколовке и нефтеловушке. На очистные сооружения поступает вода с температурой 60 0С, концентрация на входе в песколовку 2400 мг/л, эффективность улавливания нефтепродуктов 50 %. Производительность сооружений 400 м3/ч. Предприятие расположено в г. Ачинск, Красноярского края.
Рассчитать снижение выбросов загрязняющих веществ с поверхности нефтеловушки при герметизации сооружения (степень укрытия 50%).
Ход решения
1. Конструктивные размеры принять по типовым проектам с учетом производительности .
2. Среднегодовую скорость ветра принять согласно [9].
3. Данные вносятся в таблицу 3.11.
Таблица 3.11
Исходные данные для расчета
№ п/п
|
Наименование показателей |
Единицы измерения |
Количество единиц по сооружениям |
Примечание |
|
песко- ловка |
нефте-ловушка |
||||
1 |
Среднегодовая скорость ветра |
м/с |
4,7 |
4,7 |
|
2 |
Температура кипения нефтепродуктов (начальная) |
0С |
50 |
50 |
|
3 |
Температура кипения нефтепродуктов (конечная) |
0С |
240 |
240 |
|
6 |
Концентрация нефтепродуктов в сточной воде |
мг/л |
2400 |
1200 |
|
7 |
Номер типового проекта |
|
902-2-284 |
902-2-3 |
[6] табл.11.4, табл. 12.10 |
8 |
Площадь сооружения |
м2 |
36 |
432 |
|
9 |
Степень открытия поверхности |
% |
0 |
0 |
|
4. Расчетные данные вносятся в табл. 3.12
Таблица 3.12
Расчет количества выбросов нефтепродуктов с поверхности нефтеулавливающих сооружений
№ п/п
|
Наименование показателей |
Единицы измерения |
Количество единиц по сооружениям |
Примечание |
|
песколовка |
нефтеловушка |
||||
1 |
Температура эквивалентная |
0С |
64,89 |
58,18 |
|
2 |
Давление насыщенных паров нефтепродуктов |
0С |
398 |
530 |
по табл. .10 |
3 |
Коэффициент К5 |
|
1,325 |
1,28 |
по табл. .11 |
4 |
Коэффициент К10 |
|
0,25 |
0,25 |
|
5 |
Коэффициент К11 |
|
1 |
1 |
по табл. .12 |
6 |
Количество выбросов |
кг/ч |
16,58 |
154,19 |
|
7 |
Количество выбросов |
г/с |
4,61 |
42,83 |
|
5. Рассчитать количество загрязнений по компонентам с учетом их весовой доли в выбросах. Расчеты представить в табл. 3.13.
6. Валовое количество выбросов определить из условия непрерывной работы сооружений по формуле:
(3.14)
Таблица 3.13
Расчет выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух,
при механической очистке нефтесодержащих вод
№ п/п |
Наименование показателей |
Единицы измерения |
Количество по сооружениям |
|
песколовка |
нефтеловушка |
|||
1 |
Количество выбросов |
г/с |
4,61 |
42,83 |
2 |
Концентрация загрязняющих веществ пара, в том числе: |
% |
100 |
100 |
2.1 |
Предельные углеводороды |
% |
81,99 |
86,26 |
2.2 |
Непредельные углеводороды |
% |
5,73 |
2,12 |
2.3 |
Ароматические углеводороды, в том числе: |
% |
6,95 |
10,56 |
2.3.1 |
Бензол |
% |
|
|
2.3.2 |
Толуол |
% |
1,17 |
2,19 |
2.3.3 |
Ксилолы |
% |
5,03 |
5,69 |
2.3.4 |
Фенол |
% |
0,75 |
2,68 |
2.4 |
Сероводород |
% |
0,72 |
0,59 |
3 |
Концентрация загрязняющих веществ в парах, в том числе: |
г/с |
|
|
3.1 |
Предельные углеводороды |
г/с |
3,78 |
36,9 |
3.2 |
Непредельные углеводороды |
|
0,26 |
0,91 |
3.3 |
Ароматические углеводороды, в том числе: |
г/с |
0,32 |
4.52 |
3.3.1 |
Бензол |
г/с |
0,05 |
0,94 |
3.3.2 |
Толуол |
г/с |
0,23 |
2,44 |
3.3.3 |
Ксилолы |
г/с |
0,04 |
1,15 |
3.3.4 |
Фенол |
г/с |
0,03 |
0,25 |
3.4 |
Сероводород |
г/с |
0,21 |
0,20 |
продолжение табл. 3.13
4 |
Валовые выбросы в том числе: |
т/год |
145,38 |
1350,7 |
4.1 |
Предельные углеводороды |
т/год |
119,2 |
1165,1 |
4.2 |
Непредельные углеводороды |
т/год |
8,33 |
28,63 |
4.3 |
Ароматические углеводороды, в том числе: |
т/год |
10,1 |
142,63 |
4.3.1 |
Бензол |
т/год |
1,7 |
29,58 |
4.3.2 |
Толуол |
т/год |
7,3 |
76,85 |
4.3.3 |
Ксилолы |
т/год |
1,09 |
36,2 |
4.3.4 |
Фенол |
т/год |
1,05 |
7,97 |
4.4 |
Сероводород |
т/год |
6,7 |
6,35 |
6. Снижение выбросов при степени укрытия нефтеловушки 50% определить с учетом коэффициента К11, что составит по валовым выбросам:
ΔП = 1350,687·(1 – 0,72) = 378,2 т/год
Вывод. Снижение открытой поверхности нефтеловушки позволит снизить количество выбросов на 378,2 т/год (на 28%).