Визначення викидів забруднюючих речовин у навколишнє середовище

Міністерство освіти Російської Федерації

Новгородський державний університет імені Ярослава Мудрого

Кафедра ПРЕН

«Визначення викидів забруднюючих речовин у навколишнє середовище»

Курсова робота з навчальної дисципліни "ЕВЕ"

для спеціальності 100700 - Промислова теплоенергетика

Викладач Ю.М. Гладких

Студент гр.8411 А.М. Стрижов

Зміст

Введення

1. Таблиця вихідних даних

2. Визначення викидів газоподібних забруднюючих речовин

3. Розрахунок обсягу сухих димових газів

4. Визначення найбільш шкідливої ​​речовини за кількісним показником

5. Розрахунок димової труби

6. Розрахунок розсіювання викидів

7. Розрахунок нефтеловушки

8. Розробка заходів з утилізації відходів

Список літератури

Введення

В даний час все більшої актуальності набуває проблема екології. У зв'язку з цим виникла необхідність якісної і кількісної оцінки викидів шкідливих речовин в навколишнє середовище.

У цій роботі будуть проведені:

розрахунок викидів шкідливих речовин від опалювальної котельні, що складається з парового і водогрійного котла (паровий котел ДЕ 10/14; водогрійний котел ПТВМ 30);

розрахунок димової труби по розсіюванню шкідливих речовин і на створення природної тяги;

розрахунок відстані, на якому концентрація шкідливих речовин максимальна;

розрахунок нефтеловушки;

розробка заходів з утилізації відходів.

1. Таблиця вихідних даних

2. Визначення викидів газоподібних забруднюючих речовин

2.1 Розрахунок викиду оксидів азоту при спалюванні природного газу

Для парового котла ДЕ 10/14

(1)

де Вр - розрахункова витрата палива, м3 / с

Qri - нижча теплота згоряння палива, МДж/м3

- Питомий викид оксидів азоту при спалюванні газу;

β к = 1 - безрозмірний коефіцієнт, що враховує принципову конструкцію пальника;

βi = 1 - безрозмірний коефіцієнт, що враховує температуру повітря, що подається для горіння;

βα = 1,225 - безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив надлишку повітря на освіту оксидів азоту;

- Безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рециркуляції димових газів через пальники на освіту оксидів азоту;

- Безрозмірний коефіцієнт, що враховує ступінчастий введення повітря в топкову камеру;

Кп = 1 - коефіцієнт перерахунку

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(2)

де

2.2 Розрахунок викиду оксидів азоту при спалюванні мазуту

Для парового котла ДЕ 10/14

(3)

де

Для водогрійного котла ПТВМ 30

де

2.3 Розрахунок викидів оксиду сірки при спалюванні мазуту

Для парового котла ДЕ 10/14

(5)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

, (6)

де Sr-вміст сірки в паливі на робочу масу;

η'SO2-частка оксидів сірки, що пов'язуються летючої золою в котлі

2.4 Розрахунок викидів оксиду вуглецю при спалюванні природного газу

Для парового котла ДЕ 10/14

(7)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

, (8)

де ρ-щільність газу;

q3 - втрати тепла внаслідок хімічної неповноти згорання палива;

R - коефіцієнт, що враховує частку втрати тепла, внаслідок хімічної неповноти згорання палива;

q4 - втрати тепла внаслідок механічної неповноти згоряння палива

2.5 Розрахунок викидів оксиду вуглецю при спалюванні мазуту

Для парового котла ДЕ 10/14

(9)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(10)

2.6 Розрахунок викидів мазутної золи в перерахунку на ванадій

Для парового котла ДЕ 10/14

(11)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

, (12)

де Ar - вміст золи в мазуті на робочу масу

2.7 Розрахунок викидів сажі при спалюванні мазуту

Для парового котла ДЕ 10/14

(13)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(14)

2.8 Розрахунок концентрації бенз (а) пірену в димових газах при спалюванні природного газу

Для парового котла ДЕ 10/14

(15)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(16)

де qv - теплонапругу топкового об'єму, кВт/м3;

R - коефіцієнт, що враховує спосіб розпилювання мазуту;

α - коефіцієнт надлишку повітря;

КД - коефіцієнт, що враховує вплив рециркуляції димових газів на концентрацію бенз (а) пірену в продуктах згоряння;

КР - коефіцієнт, що враховує вплив навантаження котла на концентрацію бенз (а) пірену в продуктах згоряння;

КСТ - коефіцієнт, що враховує вплив ступеневої спалювання на концентрацію бенз (а) пірену в продуктах згоряння

2.9 Розрахунок концентрації бенз (а) пірену в димових газах при спалюванні мазуту

Для парового котла дe 10/14

(17)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(18)

Таблиця 1 - Викиди забруднюючих речовин

3. Розрахунок обсягу сухих димових газів

3.1 Розрахунок обсягу сухих димових газів при спалюванні мазуту

(19)

(20)

(21)

Обсяг сухих димових газів при нормальних умовах для парового котла ДЕ 10/14

(22)

Обсяг сухих димових газів при нормальних умовах для водогрійного котла ПТВМ 30

(23)

де V0, V0r, V0H20 - відповідно обсяги повітря, димових газів і водяної пари.

3.2 Розрахунок обсягу сухих димових газів при спалюванні природного газу

Розрахунок виконується аналогічно розрахунку обсягу сухих димових газів при спалюванні мазуту.

Обсяг сухих димових газів при нормальних умовах для парового котла ДЕ 10/14

(24)

Обсяг сухих димових газів при нормальних умовах для водогрійного котла ПТВМ 30

(25)

3.3 Розрахунок фактичного обсягу димових газів

Для парового котла ДЕ 10/14 при роботі на:

-Природному газі (26)

-Мазуті (27)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

природному газі (28)

- Мазуті (29)

4. Визначення найбільш шкідливої ​​речовини за кількісним показником

4.1 Визначення концентрацій речовин

4.2 Частки ГДК

ДПДК (NOx) = (86.1 +196.7) / 0.085 = 2400

ДПДК (SO2) = (450.8 +493) / 0.5 = 1887.6

ДПДК (CO) = (401.6 +407.6) / 5 = 161.84

ДПДК (Сажа) = (94.3 +95.8) / 0.15 = 1267.3

ДПДК (мазутна зола) = (8.2 +9) / 0.5 = 34.4

ДПДК (бенз (а) пірен) = (0.27 +0.04) 10 / 1 = 3.12 мкг/100м3

5. Розрахунок димової труби

5.1 Розрахунок висоти димової труби по розсіюванню шкідливих речовин

(30)

(31)

Уточнення коефіцієнта m

(32)

(33)

(34)

5.2 Розрахунок димової труби на створення природної тяги

5.2.1 Визначення обсягу продуктів згоряння при розрахунковому навантаженні

Для парового котла ДЕ 10/14

(35)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(36)

5.2.2 Обсяг відхідних газів

(37)

Для парового котла ДЕ 10/14

(38)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(39)

5.2.3 Швидкість газів в газоходах

Від парового котла ДЕ 10/14 до основної труби

(40)

Від водогрійного котла ПТВМ 30 до основної труби

(41)

5.2.4 Падіння температури в газоходах

- У цегляній частини (ДЕ 10/14) (42)

- У металевої частини (ПТВМ 30) (43)

- У металевої частини (основна труба) (44)

5.2.5 Загальне падіння температури

(45)

5.2.6 Середня температура газів в трубі

(46)

5.2.7 Природна тяга створювана трубою

(47)

5.2.8 Швидкість димових газів на різних ділянках труби

(48)

(49)

5.2.9 Гідравлічні втрати

Для парового котла ДЕ 10/14

(50)

(51)

Для основної труби

(52)

Швидкісний напір на виході з труби

Для парового котла ДЕ 10/14

(53)

Для водогрійного котла ПТВМ 30

(54)

Для основної труби

(55)

5.2.11 Сумарний опір газового тракту

(56)

5.2.12 Порівняння тяги, створюваної трубою з гідравлічним опором:

Δh г.тр <S, або 176.5 <196.2. Таким чином опір газового тракту менше тяги, створюваної трубою в зимовий час.

6. Розрахунок розсіювання викидів

6.1 Розрахунок відстані від джерела викиду, на якому концентрація забруднюючих речовин максимальна

6.1.1 Максимальна приземна концентрація шкідливих речовин

(57)

6.1.2 Коефіцієнт d

, (58)

де

6.1.3 Визначення відстані від джерела викиду

(59)

6.2 Розрахунок максимальної приземної концентрації шкідливих речовин при несприятливих метеоумовах

6.2.1 Розрахунок несприятливої ​​швидкості вітру

(60)

6.2.2 Розрахунок максимальної приземної концентрації шкідливих речовин

(61)

6.3 Розрахунок відстані від джерела викиду, на якому концентрація забруднюючих речовин максимальна при несприятливих метеоумовах

(62)

6.4 Значення приземної концентрації шкідливих речовин на різній відстані від джерела викиду

6.4.1 Ближче до джерела викиду, ніж Xм

(63)

6.4.2 Далі від джерела викиду, ніж Xм

(64)

7. Розрахунок нефтеловушки

7.1 Середньодобова витрата води

(65)

де Qст в - витрата стічних вод

7.2 Максимальний секундний витрата

(66)

де Кн - коефіцієнт годинної нерівномірності скидання

7.3 Ширина нефтеловушки

(67)

де n - число секцій нефтеловушки;

Н - глибина проточної частини нефтеловушки;

υ - розрахункова швидкість руху води в пастці

7.4 Довжина нефтеловушки

(68)

де m - кількість перегородок;

Коб - коефіцієнт використання об'єму нефтеловушки

7.5 Визначення коефіцієнта турбулентності

(69)

де υ сер - середня швидкість потоку;

7.6 Визначення коефіцієнта, що враховує змішання стічних вод

(70)

де φ - коефіцієнт, що враховує звивистість річки;

η - коефіцієнт, що враховує умови випуску

7.7 Визначення коефіцієнта змішування стічних вод з водою ставка

(71)

де Q - максимальний витрата води в водоймі

7.8 Допустима концентрація нафти в стічній воді

(72)

де С2 - ГДК для нафти і нафтопродуктів;

Св - концентрація нафти у водоймі до випуску

7.9 Визначення необхідної ефективності очищення

(73)

де С1 - концентрація нафти у вихідній воді

7.10 Визначення кількості уловленной нафти

(74)

де Куо - коефіцієнт, що враховує зменшення обсягу опадів засчет відмінності розмірів фракцій

8. Розробка заходів з утилізації відходів

Будь-яка котельня є виробником, тільки на відміну від усього іншого виробництва вона випускає таку продукцію, як теплова енергія. Тому, як і на будь-якому іншому виробництві, на котельні існують відходи і виникає проблема їх видалення з території котельні.

На котельні можуть бути наступні відходи:

- Металеві;

- Будівельні;

- Нафтові;

- Масляні;

- Тверді побутові;

- Зола;

- Відпрацьований катионит.

Кожен з цих відходів має свій клас небезпеки:

Масляні відходи - 2 клас;

Нафтові відходи - 3 клас;

Металеві відходи - 4 клас;

Зола - 4 клас;

Відпрацьований катионит - 4 клас;

Будівельні відходи - 5 клас;

Тверді побутові відходи - 5 клас.

У відповідності до класу небезпеки відходи підлягають наступного вигляду утилізації:

Металеві - вивезення на полігони;

Будівельні - вивезення на полігони;

Масляні і нафтові - спалювання в котлі;

Тверді побутові - вивезення на полігони;

Зола - вивезення на полігони;

Відпрацьований катионит - вивезення на полігони.

Всі дії з утилізації відходів повинні бути погоджені з органами СЕС і відповідати нормам СниП.

Список літератури

1. Методика визначення викидів забруднюючих речовин в атмосферу при спалюванні палива в казанах продуктивністю менше 30 тонн пари на годину або менше 20 Гкал на годину. М,; Державний комітет РФ по охороні навколишнього середовища, 1999.

2. К.Ф. Роддатіс, О.М. Полтарецкій. Довідник по котельних установок малої потужності. М,; Вища школа, 1989.