Определить количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании твердого топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час. Каменный уголь разреза «Каа-Хемский». Расходы топлива при максимальной нагрузке котельной от 1166 до 2500 кг/ч или т/год. Теплотворная способность угля 6500 ккал/кг. Низшая теплота сгорания натурального топлива Q=27.23 МДж/кг, содержание серы для угля составляет Sr=0.40%, зольность топлива, Ar=12.9%/
Таблица 9. Исходные данные к заданию 2
Номер варианта В, кг/ч (т/год) q4ун, % аун
η3 ηSO2 q3, % q4, %
6 1280 5 0,13 0,7 0,2 1 2
Решение
Количество твердых частиц, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами от котлоагрегатов при сжигании твердого и жидкого топлива, рассчитывают по формуле:
Mт.в.=0,01×Вay×Ar+q4y×Qir32,681-η3,гс,тгод,
где В – расход натурального топлива, г/с, т/год;
ау – доля золы, уносимой газами из котла (доля золы топлива в уносе);
Ar – зольность топлива на рабочую массу, %;
q4у – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %;
Qir – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг;
η3 – доля твердых частиц, улавливаемых в циклонах.
Mт.в.=0,01×12800,13×12,9+5×27,2332,681-0,7=22,4гс
Количество летучей золы при выбросе твердых частиц определяют по формуле:
M3=0,01×B×ay×Ar×1-η3,гс,тгод
M3=0,01×1280×0.13×12,9×1-0.7=6.44гс
Количество коксовых остатков определяют по формуле:
Mк=Mт.в.-M3,гс,тгод
Mк=22,4-6,44=15,96гс,тгод
где Мт.в. – количество твердых частиц, г/с, т/год;
M3 – количество летучей золы, г/с, т/год.
Суммарное количество оксидов серы (MSO2), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, вычисляют по формуле:
MSO2=0,02×B×Sr×1-η'SO21-nSO2'',гс,тгод
где Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;
η'SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле;
nSO2'' - доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц и равная 0.
MSO2=0,02×1280×0,4×1-0,21-0=8.19 г/с
Суммарное количество оксида углерода определяется по формуле:
MCO=10-3×B×CCO×1-q4100,гс,тгод
где ССО – выход оксида углерода при сжигании топлива, (г/кг, г/нм3)
. Определяется по формуле:
CCO=q3×R×Qir
где q3 – потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;
R – коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; применяется для твердого топлива R=1.0.
q4 –потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.
CCO=1×1×27.23=27.23
MCO=10-3×1280×27.23×1-2100=34.16гс
Суммарное количество оксидов азота NOx в пересчете на NO2 (г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, определяется по формуле:
MNOx=Bp×Qir×KNO2T×βr×kn
где kn – коэффициент пересчета; Bp – расчетный расход топлива, (кг/ч, т/год), определяется по формуле:
Bp=B×1-q4100
KNO2T – удельный выброс оксидов азота при сжигании твердого топлива, г/МДж:
KNO2T=11×10-3×αT×1+5.46 100×R6100×4Qir×qR
где αT – коэффициент избытка воздуха в топке, принимается αT=2.5; R6 –характеристика гранулометрического состава, принимается 40; qR – тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м2, определяется по формуле:
qR=QTF
где F – зеркало горения, м2, равная 6.5 м2; QT – фактическая тепловая мощности одного котла по введенному в топку тепла, определяемая по формуле:
QT=Bp×Qir
βr – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота;
βr=1-0.0075×r
где r – степень рециркуляции дымовых газов, %, r=0.
В связи с установленными раздельными ПДК для оксида и диоксида азота, и с учетом трансформации оксида азота в атмосферном воздухе, суммарные выбросы оксида азота разделяются на составляющие:
MNO2=0.8×MNOx; MNO=0.13×MNOx,гс (т/год)
Bp=1280×1-2100=1254.4 кг/ч
QT=1254.4×27.23=34157.31 МВт
qR=34157.316.5=5254.97 МВт/м2
KNO2T=11×10-3×2.5×1+5.46 100×40100×427.23×5254.97 =117.35 г/МДж
βr=1-0.0075×0=1
MNOx=1254.4×27.23×117.35×1×0.278×10-3=1114.3 г/с
MNO2=0.8×1114.3=891.44; MNO=0.13×1114.3=144.86гс (т/год)
Концентрацию на бенз(α) пирена в дымовых газах при слоевом сжигании твердых топлив Cбп (мг/нм3), определяют по формуле:
Cбп=10-3A+Qire2.5×αT+Rtн×kq×kзу
где А – коэффициент, характеризующий тип колосниковой решетки и вид топлива, А=2.5; tн – температура на выходе из котла, tн=300°С; R – коэффициент, характеризующий температурный уровень экранов, R=300: kq – коэффициент, учитывающий нагрузку котла:
kq=DнDф1.2
где Dн – номинальная нагрузка котла, кг/с; Dф – фактическая нагрузка котла, кг/с;
kзу – коэффициент, учитывающий ступенчатое сжигание топлива (принимаем за 1).
Изменение загрузки котельных агрегатов для отдельных режимов не должно выходить за пределы номинальной на 25%, kq=0.708
Cбп=10-32.5+27.23e2.5×2.5+300300×0.708×1=7,49×10-4мг/нм3
Для расчета максимальных и валовых выбросов найденную концентрацию бенз(α) пирена привозим к избытку воздуха α0=1.4 по формуле:
C=Cбп×αTα0, мгнм3
C=7,49×10-4×2.51.4=1.34×10-3мг/нм3
Максимальный и валовый выброс бенз(α) пирена (г/с, т/год) находим по формуле:
Mбп=C×Vсг×Bp×kn
где Vсг – объем сухих газов, образующихся при полном сгорании 1 кг топлива, при α0=1.4 нм3/кг топлива; Vсг=6.9 нм3/кг.
kn – коэффициент пересчета; при определении в г/с kn = 0.278·10-3; при определении выбросов в т/год kn=10-6
Mбп=1.34×10-3×6.9×1254.4 ×0.278×10-3=3.22×10-3г/с
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
