3.1 Порядок виконання роботи

Робота виконується в наступному варіанті: бензин - етилований і дизельне паливо.

Малюнок 1 - Принципова схема роботи ДТЗ і отримання вихлопних газів.

П - паливо,

Пв- повітря,

ППС - паливо повітряна суміш,

Q - тепло, що виділяється при спалюванні палива,

А - робота;

ВГ - вихлопні гази,

Аер - аерозоль ВГ,

СВ - сполуки свинцю,

н/б - дизельне паливо,

е/б - етилований бензин,

ТІ - тепловий імпульс,

КН - каталітичний нейтралізатор.

Для покращення розрахунків у випадку використання дизельного палива бензину приймається, що вихлопний газ містить аерозоль, а у випадку етилованого бензину ВГ містять аерозоль і сполуки свинцю.

Аерозолі - це дисперсні системи, що складаються з мілких твердих або рідких частинок, зважених в газовій сфері, зазвичай в повітрі. Аерозолі, дисперсна фаза яких складається з краплинок рідини, називають туманами, а у випадку твердої дисперсної фази - димами.

Абсолютна шкода, що наноситься вихлопними газами ДТЗ, Y, грн./рік, визначається за формулою:

Y=γ*σ*f*M, (2)

де γ – константа, числове значення якої дорівнює 48 грн. за умовну тону викидів, грн./ум.т;

σ – показник відносної небезпеки забруднення атмосферного повітря на різних територіях. На території промислових підприємств σ=4;

f – поправка, яка враховує характер розсіяння маси в атмосфері. При швидкості осідання маси зі швидкістю менше 1 см/с, визначається за формулою:

f =[100/(100+φ*h)]*[4/(1+υ)], (3)

де h –геометрична висота гирла джерела, яка дорівнює 0,6 м;

υ – середньорічне значення модулю швидкості вітру на рівні флюгеру, зазвичай дорівнює 3 м/с;

φ – безмірна правка на тепловий підйом факелу викиду в атмосфері, визначається за формулою:

φ=1+∆T/75, (4)

де ∆T – седньорічна різниця температур в гирлі джерела і в атмосфері, °C.

M –маса річного викиду шкідливих компонентів вихлопних газів, що надходять в атмосферний басейн, т/рік, визначається за формулою:

N

M=∑А_i*m_i (5)

i=1

де А_i – безмірний показник відносної небезпеки шкідливого компоненту i-го виду;

N – число компонентів вихлопного газу;

m_i – маса викиду шкідливого компонента i-го виду, т/рік.

В залежності від варіантів, що розглядаються на етилованому або дизельному паливу знаходимо, відповідно, абсолютні величини шкоди Y_е/б і Y_н/б.

Далі знаходимо відвернену шкоду, П, грн./рік, отриману в результаті переходу на менш токсичне паливо - дизельне паливо, за формулою:

П=Y_е/б–Y_н/б (6)

і питому відвернену шкоду, грн./т, за формулою:

П_пит.= П/Q, (7)

де Q –маса використаного палива, т/рік.

Маса викидів забруднень, т/рік, при роботі ДТЗ на етилованому бензині визначається за формулою:

М_е/б= Q(С_св*А_св*α+ С_аер*А_е/б) (8)

Абсолютна шкода, грн./рік, при роботі ДТЗ на етилованому бензині визначається за формулою:

Y_е/б=γ*σ*f*M_е/б (9)

Маса викидів забруднень М_н/б, т/рік, при роботі ДТЗ на дизельному паливі визначається за формулою:

М_н/б= Q*С_аер*А_н/б (10)

Абсолютна шкода, грн./рік, при роботі ДТЗ на дизельному паливі визначається за формулою:

Y_н/б=γ*σ*f*M_н/б (11)

Величина відверненої шкоди, грн./рік, визначається за формулою:

П=Y_е/б–Y_н/б (12)

Величина питомої відверненої шкоди, грн./т, визначається за формулою:

П_пит.= П/Q, (7)

Вихідні дані (при %МК=4,5%)

Q=10000 т/год

t=35°C

T=500°C

σ=4

γ=48 грн./ум.т

h=15 м

υ=3 м/с

Молекулярна Маса метилметилмеркаптана (МК)%

CH₃SH = 12+3+32 +1 =М_МК=48

1.1. Маса метилмеркаптана в дизельном топливе (ДП) определяется по формуле:

m_{МК 4,5} = Q * %МК = 10000 т/год * 4,5% / 100% = 450т/год

1.2. Сколько образуется SO2 при сжигании МК:

CH₃SH + 3O₂ → SO₂ +CO₂ + 2H₂O

Переведемо массу МК в об’єм:

m_{МК 4,5} * 10³ * 22,4 / М_МК = 450т/год * 10³ * 22,4 / 48 = 210001 м³/год

1.3. Маса SO₂ :

m_{SO2 4,5}= 210001 м³/год * 64 10^-3/ 22,4 = 600 т/год

1.4. Эмиссия SO2:

СSO2 _4,5 = m SO2 / Q = 600 т / рік * 10³ /10000 т / рік = 60 кг / т

1.5 . Наведена маса СO:

М_СO= Q * С_СО * А_СО = 10000 т/рік *23*1*10^-3 = 230 ум.т./рік

Наведена Маса NO_x :

М_NOx= Q * С_NOx * А_NOx = 10000 т/рік *41*41*10^-3 = 16810 ум.т./рік

Наведена Маса SO₂:

М_{SO2 4,5}=Q * С_SO2 * А_SO2 = 10000 т/рік *60*22,8*10^-3 = 13680 ум.т./рік;

Наведена Маса CHx :

М_CHx= Q * С_CHx * А_CHx = 10000 т/рік *11*3,16*10^-3 = 347,6 ум.т./рік

Наведена Маса сажа :

М_сажа = Q * С_сажа * А_сажа = 10000 т/рік *8*250*10^-3 = 20000 ум.т./рік

Сумаційна наведена маса:

ΣM_4,5=М_SO2+М_СO+М_NOx+М_CHx+М_сажа=230+16810+13680+347,6+20000=51067,6 ум.т./рік

1.5. Безрозмірна поправка на тепловий підйом факела викиду в атмосфері визначається за формулою [5]:

φ=1+∆T/75=1+465°C/75=7,2

где ∆T=T-t=500°C-35°C=465°C,

1.6. Поправка , яка враховує характер розсіювання маси в атмосфері, визначається за формулою (3) [5]:

f=[100/(100+7,2·20)]*[4/(1+3)]=0,41

1.7. Абсолютна шкода визначається за формулою:

Y=γ*σ*f*ΣM

У_4,5% = 48·4·0,41·51067,6 =4018434 грн./рік

1.8. Маса викидів забрпитнень при работі СЕУ ДТ_4,5% після каталітичного нейтралізатора (К) визначається за формулою:

М_к=Q*(С_СОк*А_СО+С_NОxк*А_Nox+С_SO2к*А_SO2+С_CHxк*А_CHx+С_сажак*А_сажа),

α=95%

m_{SO2 к}= (1-95/100)*m_SO2=(1-95/100)*600 т/рік= 30 т/рік,

що відповідає С_{SO2 к}=150000кг/т/10000т/рік=0,6кг/т

М_SO2к=10000т/рік(3*22,8)10^-3=6840 ум.т./рік;

У_SO2к=48·4*0,41*6840 =53822 грн./рік

М_к=10000т/рік((10*1+15*41+3*22,8+3*3,16+1*250)10^-3=9528,8 ум.т./рік;

Абсолютна шкода после каталитического нейтрализатора определяется за формулою:

У_{4,5% к}=48·4*0,41*9528 =3749036,07 грн./рік

Відвернена шкода після каталітичного нейтралізатора визначається за формулою:

Пк=У_4,5% –У_к= 4018434 - 3749036,07= 269398 грн./рік.

Величина питомої відверненої шкоди визначається за формулою:

Ппит к=269398/10000=26,9 грн./т

Відвернена шкода після каталітичного нейтралізатора визначається за формулою:

Пк=У_4,5% –У_к= 6030062,2 – 1125066,3=4904995,9 грн./рік.

Величина питомої відверненої шкоди визначається за формулою:

Ппит к=4904995,9/15000=326,99 грн./т