Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПРАКТ.84-116с.ТИЗ.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
02.05.2019
Размер:
7.24 Mб
Скачать

Д

Рис. 4.14. Адсорбер непрерывного действия

С псевдоожиженным сорбентом:

1 – адсорбер; 2 – десорбер; 3 – циклон

есорбер 2 имеет такую же конструкцию и работает аналогично, но дополнительно снабжен рубашкой для подогрева. В десорбер подается перегретый пар. Конденсации пара в десорбере не происходит. Водяной пар вместе с продуктами десорбции выводится из аппарата через циклон 3 и направляется в конденсатор.

Адсорбер работает в режиме, близком к идеальному смешению. Вре-

мя пребывания адсорбента в зоне реакции невысоко и неоднородно. В аппаратах такого типа невозможно достичь степени поглощения более высокой, чем равновесная по отношению к средней концентрации адсорбата в твердой фазе.

Лабораторная работа 4.1

Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

при сжигании топлива

Расчет выбросов загрязняющих веществ от котельной проводится в соответствии с «Методикой определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час» (М., 1999).

Валовые (MNOx) и максимально разовые (GNOx) выбросы суммы оксидов азота с дымовыми газами (в тоннах в год и граммах в секунду) от котлов с неподвижной решеткой при слоевом сжигании твердого топлива рассчитываются по формулам

MNOx = 10-3BpQrkNOxβr,

GNOx = BрQrkNOxβr,

где Bр – расчетный расход топлива, т/год или кг/с, при расчете валовых и максимально разовых выбросов соответственно; Qr – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; kNOx – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж; βr – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на образование оксидов азота.

Расчетный расход топлива определяется по формуле

Bр = B·(1 – q4/100),

где B – фактический расход топлива, т/год, кг/с; q4 – потери тепла от механической неполноты сгорания: значения q4 для топок с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива приведены в табл. 2.

Удельный выброс оксидов азота рассчитывается по формуле

,

где α – коэффициент избытка воздуха в топке: характерные значения коэффициентов избытка воздуха приведены в табл. 2; R6 – характеристика гранулометрического состава угля (остаток на сите с размером ячеек 6 мм, %), принимается по сертификату на топливо; qr – тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м2, принимается по паспортным данным котельной установки. Рекомендованные значения R6 и qr для рядовых углей приведены в табл. 2.

Коэффициент βr, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, рассчитывается по формуле

,

где r – степень рециркуляции дымовых газов, %.

С учетом частичной трансформации оксида азота в атмосферном воздухе в диоксид суммарные выбросы оксидов азота разделяют на составляющие:

МNO2 = 0,8MNOx, GNO2 = 0,8GNOx,

MNO = 0,13MNOx, GNO = 0,13GNOx.

Валовые (MSO2) и максимально разовые (GSO2) выбросы оксидов серы, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами (т/год, г/с), вычисляют по формулам

MSO2 = 0,02BSr(1 – η1SO2)(1 – η2SO2),

GSO2 = 0,02BSr(1 – η1SO2)(1 – η2SO2),

где B – расход натурального топлива, т/год, г/с; Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу, %; η1SO2 – доля оксидов серы, связываемых золой топлива: для бурых и каменных углей ориентировочное значение η1SO2 может быть принято равным 0,1; η2SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе: при его отсутствии η2SO2 принимается равной нулю.

Оценка суммарного количества выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может быть выполнена по соотношениям

MCO = 10-3BCCO(1 – q4/100),

GCO = 10-3BCCO(1 – q4/100),

где B – расход натурального топлива, т/год, г/с; CCO – выход оксида углерода при сжигании топлива, г/кг; q4 – потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %, (табл. 2).

Выход оксида углерода рассчитывается по формуле

CCO = q3RQr,

где q3 – потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %: для топок с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива характерные значения q3 приведены в табл. 2; R – коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива и принимаемый равным 1,0 для твердого топлива; Qr – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Суммарное количество твердых частиц золы и несгоревшего топлива (взвешенных веществ), поступающих в атмосферу с дымовыми газами, (т/год, г/с) вычисляют по формулам

Mвв = 0,01B(aунAr + q4Qr/32,68)(1 – ηз),

Gвв = 0,01B(aунAr + q4Qr/32,68)(1 – ηз) ,

где B – расход натурального топлива, т/год, г/с; Ar – зольность топлива на рабочую массу, %; аун – доля золы топлива, уносимой дымовыми газами из котла (табл. 2); q4 – потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %; Qr – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; ηз – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях; 32,68 – теплота сгорания углерода, МДж/кг.

Выбросы бенз[а]пирена в атмосферу с дымовыми газами (т/год, г/с) рассчитываются по уравнениям

Мбп = 10-6СбпVсгВр,

Gбп = 0,283·10-3СбпVсгВр,

где Сбп – массовая концентрация бенз[а]пирена в сухих дымовых газах, мг/м3; Vсг – объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1 кг топлива и стандартном коэффициенте избытка воздуха α0 = 1,4, м3/кг; Вр – расчетный расход топлива: при определении максимально разовых выбросов значение Вр берется в т/ч, при определении валовых выбросов – в т/год.

Концентрацию бенз[а]пирена в сухих дымовых газах при слоевом сжигании твердого топлива Сбпрасч, мг/м3, находят по формуле

,

где А – коэффициент, характеризующий вид топлива (для углей значение коэффициента А принимается равным 2,5); Qr – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; tн – температура насыщенного пара на выходе из котла, оС; R – коэффициент, характеризующий температурный уровень экранов; α – коэффициент избытка воздуха; kд – коэффициент, учитывающий нагрузку котла; kзу – коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз[а]пирена золоуловителем.

Коэффициент R при температурном уровне экранов tн ниже 150 оС принимается равным 290, при tн , равном или более 150 оС, R = 350.

Значение коэффициента kд определяется по формуле

kд = (Dн/Dф)1,2,

где Dн и Dф – номинальная и фактическая нагрузка котла, т пара/ч.

Значение коэффициента kзу при отсутствии золоуловителей принимается равным единице.

Расчетная концентрация бенз[а]пирена приводится к фактическому коэффициенту избытка воздуха по формуле

Сбп = Сбпрасчα/α0.

Объем сухих дымовых Vсг газов при нормальных условиях рассчитывают по уравнению

Vсг = V0г + (α – 1)V0V0H2O,

где V0г, V0 и V0H2O – объемы дымовых газов, воздуха и водяных паров при стехиометрическом сжигании одного килограмма топлива соответственно, м3/кг.

Для расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере объем газовоздушной смеси, отходящей от источника загрязнения V1, находят по формуле

V1 = B[k1 + k2Qr + (α –1)(k3 + k4Qr)](273 + t)/273,

где B – секундный расход натурального топлива, кг/с; t – температура отходящей газовоздушной смеси; ki – эмпирические коэффициенты, зависящие от вида топлива, значения которых приведены в табл. 1.

Таблица 1

Эмпирические коэффициенты для расчета объема

газовоздушной смеси

Вид топлива

k1

k2

k3

k4

Бурые угли

Каменные угли и антрацит

1,219

0,403

0,234

0,265

0,355

0,062

0,251

0,264

Расчетное задание

Вычислите валовые (т/год) и максимально разовые (г/с) выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива, считая, что котлоагрегат работает круглосуточно в течение отопительного периода (217 суток) с постоянной нагрузкой. Рециркуляции дымовых газов нет. Характеристики котлоагрегатов приведены в табл. 3, характеристики видов топлива – табл. 4.

Номер варианта расчетного задания определяется по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента. Таблицы исходных данных состоят из двух частей: в табл. 3 приведены данные для первой цифры номера варианта, в табл. 4 – для второй цифры номера варианта. Например, если номер зачетной книжки 225462, то номер варианта – 62. Исходные данные для этого варианта берутся из строки «Вариант 60» табл. 3 и из строки «Вариант 02» табл. 4.

Таблица 2

Характеристики топок с ручным забросом

на неподвижные горизонтальные колосники

Наименование показателей

Вид топлива

Бурые угли

Каменные угли

Антра-

циты

Д, Г

СС, Т

Видимое теплонапряжение зеркала горения qr, кВт/м2

755

930

870

1020

Видимое теплонапряжение топочного объема qU, кВт/м3

380

380

380

Коэффициент избытка воздуха в топке α

1,35

1,40

1,35

1,30

Доля золы топлива в уносе aун

0,195

0,210

0,190

0,435

Потери теплоты от химической неполноты сгорания q3, %

2,0

2,0

1,0

Потери теплоты от механической неполноты сгорания q4, %

8,0

7,0

10,0

Остаток на сите R6, %

40

40

40

Таблица 3