Практикум по инженерной экологии. Расчет образования вредных веществ при сжигании органического топлива. Методические указания к самостоятельной работ

Оксиды азота

Массовый выброс с дымовыми газами оксидов азота (в пересчёте на NO2)

M NO2 , т/г. (г/с), определяется для твердого, жидкого и газообразного топлива по формуле

Здесь B – массовый расход натурального топлива, т/г. (г/с). Для газооб-

разного топлива массовый расход топлива определяется по формуле

для различных видов топлива в зависимости от номинальной тепловой нагруз-

ки агрегата. При фактической нагрузке котла Qф , отличающейся от номиналь-

K – безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную кон-

струкцию горелки; для горелок двухступенчатого сжигания равен 0,7, инжек-

ционных горелок – 1,6, дутьевых напорных горелок – 1;

t – безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, по-

даваемого для горения, рассчитывается по формуле t 1 0,002(tВГ 30) , где tВГ –

температура подаваемого на горение воздуха, °С;

11

– безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота при сжигании топлива: при работе котла в общем случае принимается равным 1,225;

r – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции

дымовых газов через горелки на образование оксидов азота: r 0,16r , где r –

в промежуточную зону факела от общего количества организованного подвода воздуха, %;

kп – коэффициент пересчета; при определении выбросов в граммах в се-

кунду kп = 1; при определении выбросов в тоннах в год kп = 0,001.

Если имеются данные о содержании оксидов азота в дымовых газах, то

массовый выброс рассчитывается по формуле

объему); V – удельный объем продуктов сгорания топлива, м3/кг.

В связи с установленными раздельными ПДК для оксида азота (II) и окси-

да азота (IV) и с учетом трансформации оксидов азота в атмосферном воздухе их суммарный выброс должен разделятся на составные части. При этом счита-

ется, что доля оксида азота (IV) составляет 80% от суммарного приведенного

выброса. Таким образом, выброс оксида азота (II) (код 304) составляет

12

соответственно, г/моль;

Рис. Зависимость количества оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, от тепловой мощности теплопроизводящего агрегата:

1 – природный газ, мазут; 2 – антрацит; 3 – бурый уголь; 4 – каменный уголь

Выполнение расчетного задания

Исходными данными к расчету, как правило, являются требуемая тепло-

вая производительность агрегата за некоторый промежуток времени (секунду,

час, смену или год) и характеристика используемого топлива (агрегатное состо-

13

яние, теплота сгорания, химический состав). При этом расчетный годовой рас-

ход топлива рекомендуется определять по формуле

где Q – годовое количество тепла, вырабатываемое оборудованием, Дж/г.;

T – тепловой кпд оборудования; QHP – низшая рабочая теплота сгорания топли-

ва, Дж/кг – для твердого и жидкого топлива, Дж/м3 – для газообразного; 10-3 –

переводной коэффициент из кг в тонны и из м3 в тыс. м3.

Для расчета годового валового выброса следует использовать годовую потребность в тепловой энергии, при этом все характеристики топлива (теплота сгорания, содержание золы и т.п.) берутся средними за год.

При расчете секундного (мгновенного) выброса расчетный расход топли-

ва определяется по формуле (18) с использованием максимальной за год тепло-

вой мощности в кВт (если оборудование загружено неравномерно, например для отопительной котельной – нагрузка в самый холодный период года). Если оборудование загружено равномерно усредненный секундный расход топлива

BC, г/с (л/с), рекомендуется вычислять по формуле

где BГ – годовой расход топлива, вычисленный по формуле (18), т/г.,

тыс.м3/г.; n – количество рабочих дней оборудования в год; τ – количество ча-

сов работы оборудования в день (для круглосуточной работы τ=24).

Результаты расчетов для наглядности рекомендуется свести в таблицу,

форма которой представлена в табл. 5. Отчет о выполненной работе должен со-

держать анализ полученных результатов и выводы о экологической целесооб-

разности использования того или иного вида топлива для получения тепловой энергии.

14

Таблица 5

Результаты расчета валового и секундного выброса вредных веществ

2Уголь

3Природный газ

Библиографический список

1. Сигал, И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива [Текст] /

И.Я. Сигал – Л. : Недра, 1988. – 312 с.

2. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух [Текст] : утв.

НИИ «Атмосфера» 01.01.2012 г. – СПб. : Интеграл, 2012. – 422 с.

3. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 т/ч [Текст] : утв.

Госкомитетом по охране окружающей среды РФ 09.07.1999 г. – М. :

Гидрометеоиздат, 1999. - 76 с.

4. НИИ технологии и организации производства. Выделение вредных веществ в атмосферу при различных технологических операциях промышленных производств [Текст]: справочные материалы – М. : Промэкознание, 1992. –

182 с.

15

Рецензия

на методические указания

«Практикум по инженерной экологии.

Расчет образования вредных веществ при сжигании органического топлива».

Представленные на рецензию методические указания автора ассистента кафедры теплофизики ЛГТУ Скакова С.В. содержит 16 страниц, 5 таблиц,

1 приложение, 1 иллюстрацию, общее количество ссылок на литературу со-

ставляет 4. Содержание работы включает введение, теоретическую и расчетную часть, список литературы согласно требованиям СМК ЛГТУ.

В теоретической части автор изложил материал, необходимый для выпол-

нения студентами расчетного задания по дисциплине «Инженерная экология».

Представлена расчетная методика определения объемов выбросов загрязняю-

щих веществ при сжигании органического топлива. Все необходимые формулы в расчетной части снабжены пояснениями. Приведены рекомендации по вы-

полнению и оформлению расчетного задания.

Рецензируемые методические указания к выполнению самостоятельной расчетной работы по дисциплине «Инженерная экология»: «Практикум по ин-

женерной экологии. Расчет образования вредных веществ при сжигании орга-

нического топлива» являются завершенной учебно-методической работой и ре-

комендуются для опубликования.

Рецензент:

кандидат технических наук,

17