4. Расчёт

Исходные данные (при %МК=4,5%)

№	Вид топлива	Маса используемого топлива, Q, т/год.	Геометрическая высота выхлопной трубы от выхода из СЭУ до устья выхлопа, h, м
72	ДТ+0,1%МК	60000	15

t=35°C

T=500°C

σ=4

γ=48 грн./ум.т

υ=3 м/с

Молекулярная масса метилмеркаптана (МК)%, М_МК:

CH₃SH = 12+3+32 +1 =М_МК=48

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

m_{МК 4,5} = Q * %МК = 60000 т/год * 4,5% / 100% = 2700т/год

1.2 Сколько образуется SO2 при сжигании МК:

CH₃SH + 3O₂ → SO₂ +CO₂ + 2H₂O

Переведем массу МК в объем:

m_{МК 4,5} * 10³ * 22,4 / М_МК = 2700т/год * 10³ * 22,4 / 48 = 1260000 м³/год

1.3 Масса SO₂ :

m_{SO2 4,5}= 1260000 м³/год * 64*10^-3/ 22,4 = 3600 т/год

1.4 Эмиссия SO2:

СSO2 _4,5 = m SO2 / Q = 3600 т / год * 10³ /60000 т / год = 60 кг/т

1.5 Приведенная масса СO:

М_СO= Q * С_СО * А_СО = 60000 т/год *23*1*10^-3 = 1380 усл.т/год

Приведенная масса NO_x :

М_NOx= Q * С_NOx * А_NOx = 60000 т/год *41*41*10^-3 = 100860 усл.т/год

Приведенная масса SO₂:

М_{SO2 4,5}=Q * С_SO2 * А_SO2 = 60000 т/год *60*22,8*10^-3 = 82080 усл.т/год

Приведенная масса CHx :

М_CHx= Q * С_CHx * А_CHx = 60000 т/год *11*3,16*10^-3 = 2085,6 усл.т/год

Приведенная масса сажи :

М_сажа = Q * С_сажа * А_сажа = 60000 т/рік *8*250*10^-3 = 120000,00 усл.т/год

Суммарная приведенная масса:

ΣM_4,5=М_SO2+М_СO+М_NOx+М_CHx+М_сажа=82080+1380+100860+2085,6+120000=

=306405,6 усл.т/год

1.6 Безразмерная поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере определяется по формуле [5]:

φ=1+∆T/75=1+465°C/75=7,2

где ∆T=T-t=500°C-35°C=465°C,

1.7 Поправка, которая учитывает характер рассеивания массы в атмосфере, определяется по формуле (3) [5]:

f=[100/(100+7,2·15)]*[4/(1+3)]=0,48

1.8 Абсолютный ущерб определяется по формуле:

Y=γ*σ*f*ΣM

У_4,5% = 48·4·0,48·306405,6 =28238340,1грн./год

1.9 Масса выброса загрязнений при работе СЭУ ДТ_4,5% после каталитического нейтрализатора определяется по формуле:

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)*3600 т/год= 180 т/год,

что отвечает С_{SO2 к}=180000кг/т /60000т/год=3кг/т

М_SO2к=60000т/год*(3*22,8)10^-3=4104,00 усл.т/год

У_SO2к=48·4*0,48*4104,00 =378224,64 грн./рік

М_к=60000т/год((10+615+68,4+9,48+250)10^-3=57172,80 усл.т/год

Абсолютный ущерб после использования каталитического нейтрализатора определяется по формуле:

У_{4,5% к}=48·4*0,48*57172,80 =5269044,90 грн./год

Предотвращенный ущерб после использования каталитического нейтрализатора определяется по формуле:

П_к=У_4,5% –У_4,5%к= 28238340,1 - 5269044,90 =22969295,2 грн./год

Величина удельного предотвращенного ущерба определяется по формуле:

П_куд=22969295,2 /60000=382,82 грн./т

Исходные данные (при %МК=0,1%)

№	Вид топлива	Маса используемого топлива, Q, т/год.	Геометрическая высота выхлопной трубы от выхода из СЭУ до устья выхлопа, h, м
72	ДТ+0,1%МК	60000	15

t=35°C;

T=500°C;

σ=4;

γ=48 грн/усл.т;

υ=3 м/с;

Молекулярная масса метилмеркаптана (МК)%, М_МК:

CH₃SH=12+3+32 +1=48

1.1 Масса метилмеркаптана в дизельном топливе (ДТ) определяется по формуле:

m_{МК 0,1} = Q * %МК = 60000 т/год * 0,1% / 100% = 60,00 т/год (14)

1.2 Сколько образуется SO₂ при сжигании МК:

CH₃SH + 3O₂ → SO₂ +CO₂ + 2H₂O

Переводим массу МК в объём:

m_{МК 0,1} * 10³ * 22,4 / М_МК = 60,00 т/рік * 10³ * 22,4 /48 = 28000,00 м³/год

1.3 Масса SO₂:

m_{SO2 0,1}= 28000,00 м³/год * 0,064/ 22,4 = 80,00 т/год

1.4 Эмиссия SO₂:

С_{SO2 0,1} = m_SO2 /Q = 80,00 т/год * 10³/ 60000 т/год = 1,33 кг/т

1.5 Приведенная масса СO:

М_СO= Q * С_СО * А_СО = 60000 т/год *23*1*10^-3 = 1380,00 усл.т/год

Приведенная масса NO_x:

М_NOx= Q * С_NOx * А_NOx = 60000 т/год*41*41*10^-3 = 100860,00 усл.т/год

Приведенная масса SO₂:

М_{SO2 0,1}=Q * С_SO2 * А_SO2 = 60000 т/год *1,33 *22,8*10^-3 = 1819,44 усл.т/год

Приведенная масса CH_x:

М_CHx= Q * С_CHx * А_CHx = 60000 т/год *11*3,16*10^-3 = 2085,60 усл.т/год

Приведенная масса сажи:

М_сажа = Q * С_сажа * А_сажа = 60000 т/год *8*250*10^-3 = 120000,00 усл.т/год

Суммарная приведенная масса:

ΣM_0,1=М_SO2+М_СO+М_NOx+М_CHx+М_сажа=1819,44+1380,00+100860,00+2085,60+

+120000,00=226145,04 усл.т/год

1.6 Безразмерная поправка на тепловой подъем выброса факела в атмосферу определяется по формуле [5]:

φ=1+∆T/75=1+465°C/75=7,2

где ∆T=T-t=500°C-35°C=465°C.

1.7 Поправка, которая учитывает характер рассеивания массы в атмосфере, определяется по формуле (3) [5]:

f=[100/(100+7,2·15)]*[4/(1+3)]=0,48

1.8 Абсолютный вред определяется по формуле:

Y=γ*σ*f*ΣM

У_0,1% = 48·4·0,48·226145,04 =20841526,89 грн/год

1.9 Предотвращенный вред определяется по формуле:

П=У_4,5% –У_0,1%

П=28206305,28-20841526,89=7364778,39 грн/год

1.10 Удельный предотвращенный вред определяется по формуле:

П_уд.= П/Q=7364778,39 /60000=122,75 грн/т

1.11 Материальные затраты:

Мз= (Ц_лт - Ц_тт)*Q, $/год

Где Ц_лт и Ц_тт – цена легкого и тяжелого топлива соответственно, $/т

Данные о топливе взяты с сайта bunkerindex.com, регион Сингапур

Мз= (555 – 353,5)*60000*28,5=344565000 грн/год

Где 1$=28,5 грн на конец февраля 2015

1.12 Экономический эффект:

= = 46,79

Абсолютный ущерб У, грн/год	30000000
	25000000
	20000000
	15000000
	10000000
	5000000
	0	ХХХХХ	1ХХХХХ	2ХХХХХ	3ХХХХХ	4ХХХХХ	5
		Содержание меркаптанов в перерасчете на метилмеркаптан в дизельном топливе, % масс.

MK, % мас.	0,1	4,5
У, грн/год	20841526,89	28238340,1

Рисунок 2 – Зависимость абсолютного вреда (У, грн/год) от содержания меркаптанов в перерасчете на метилмеркаптан в дизельном топливе, %мас.

^Выводы

Освоена методика определения абсолютного и предотвращённого ущербов от отработанных газов СЭУ при работе на разных видах топлива.

Определён абсолютный ущерб от воздействия токсикантов отработанных газов СЭУ воздушному бассейну на разных видах топлива.

У_4,5% = 28206305,28 грн./год

У_0,1% = 20841526,89 грн/год

Определена величина предотвращённого ущерба от отработанных газов СЭУ при работе на разных видах топлива.

П= 7364778,39 грн/год

Определена величина удельного предотвращенного ущерба воздушному бассейну при работе СЭУ на разных видах топлива.

П_уд.= 122,75 грн/т

Разработаны технические рекомендации по снижению ущерба воздушному бассейну от отработанных газов СЭУ при работе на разных видах топлива.