Расчет выбросов в атмосферу окислов азота.

Количество окислов азота поступающих в атмосферу с дымовыми газами в пересчете на NO2, г/с

МNO2 = 0.001 ´ В ´ Qн ´ КNO2 ´ ( 1 - m ) ´ ( 1 - 0.01 ´ q4 )

a).0.001 ´ 558.3 ´ 40.6 ´ 0.08 = 1.8 г/с;

b).0.001 ´ 625 ´ 40.6 ´ 0.08 = 2.03 г/с;

c). 0.001 ´ 29026 ´ 40.6 ´ 0.08 = 94.276, где:

- Qн - теплота сгорания натурального топлива, МДж / кг;

- КNO2 - количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, = 0.08 кг/ГДж;

- m - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов азота в результате применения технических решений. В настоящее время для малых котлов = 1

РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ.

В настоящее время минимальная высота дымовой трубы, при которой обеспечивается значение максимальной приземной концентрации вредного вещества См, равное предельно допустимой концентрации ( ПДК ) для нескольких труб одинаковой высоты при наличии фоновой загрязненности Сф от других источников, рассчитывается по формуле 1

1). H=, где :

- А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы для неблагоприятных метеорологических условий ( НМУ ), определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, с2/3 ´ мг ´ К1/3 / г ;

- F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; значение безразмерного коэффициента F = 1 т.к. скорость упорядоченного оседания газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей практически равна нулю;

- М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени;

- m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из дымовой трубы;

- h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1;

- N - число одинаковых дымовых труб;

- V1 - объем дымовых газов приходящийся на дымовые трубы, м3 / с;

- DТ = Тг - Тв - разность температур выбрасываемых дымовых газов Тг и окружающего атмосферного воздуха Тв, К. Тв - температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Иркутска = 27 0С;

- п д к - предельно допустимая концентрация вещества, лимитирующего чистоту воздушного бассейна, мг/м3. Так ПДКSO2 = 0.5 мг/м3, а ПДКNO2 = 0.085 мг/м3 .

При выбросе сернистого ангидрида и двуокиси серы учитывается их совместное действие на атмосферу. В этом случае выброс приводится к выбросу по сернистому ангидриду по выражению : М = МSO2 + 5.88 ´ МNO2

и, таким образом формула 1), для определения высоты дымовой трубы, принимает следующий вид:

2). H=,

Для определения коэффициентов и значений, используемых в формуле 2), необходимо произвести расчет теоретически необходимого для полного сгорания топлива воздуха ( V0 ), теоретического объема азота ( VN2 ), объема трехатомных газов ( VRO2 ), теоретического объема водяных паров ( VH2O ) исходя из того, что к одной дымовой трубе подключены 3 котла ДКВР 10-13 и 1 котел ПТВМ - 30.

· V0 = 0.0889 ( Ср + 0.375 ´ Sp ) + 0.265 ´ Hp - 0.0333 ´ Op = 0.0889 ´ ( 83.8 + 0.375 ´ 1.07 ) + 0.265 ´ 11.2 - 0.0333 ´ 0.2 = 10.44 м3 / кг

· VN2 = 0.79 ´ V0 + 0.8 ´ ( Np / 100 ) = 0.79 ´ 10.44 + 0.8 ´ ( 0.31 / 100 ) = 8.25 м3 / кг

· VRO2 = 1.866 ´ (( Cp + 0.375 ´ Sp ) / 100 ) = 1.866 ´ (( 83.8 + 0.375 ´ 1.07 ) / 100 ) = 1.571 м3 / кг

· VH2O = 0.111 ´ Hp + 0.0124 Wp + 0.0161 V0 = 0.111 ´ 11.2 + 0.0124 ´ 1.41 + 0.0161 ´ 10.44 = 1.43 м3 / кг

Расчет объема дымовых газов при a > 1 ( т.к. у ДКВР 10 -13 a = 1.7, а у ПТВМ - 30 - a = 1.2 ) определяется по формуле:

· Vг = VRO2 + VN2 + VH2O + (a - 1 ) ´ V0 + 0.0161 (a - 1 ) ´ V0.

Для котлов ДКВР 10 - 13:

· Vг = 1.571 + 8.25 + 1.43 + ( 1.7 -1 ) ´ 10.44 + 0.0161 ´ ( 1.7 - 1 ) ´ 10.44 = 18.7 м3 / кг.

Для котлов ПТВМ - 30:

· Vг = 1.571 + 8.25 + 1.43 + ( 1.2 -1 ) ´ 10.44 + 0.0161 ´ ( 1.2 - 1 ) ´ 10.44 = 13.5 м3 / кг.

Расчет объема дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу, определяется по формуле :

· V1 = B ´ ( 1 - 0.01 ´ q4 ) ´ Vг ´ ( Тг / 273 ) = Вр ´ Vг ´ ( Тг / 273 ).

Для котлов ДКВР 10-13:

· Vд = 0.5583 ´ 18.7 ´ ( 467 / 273 ) = 17.86 м3 / кг.

Для котлов ПТВМ - 30:

· Vп = 0.625 ´ 13.5 ´ ( 473 / 273 ) = 14.62 м3 / кг.

· V1 = Vд + Vп = 32.48 м3 / кг.

По данным, полученным из предыдущей формулы, считается температура газов в устье дымовой трубы:

· Тг = (Vд ´ Tд + Vп ´ Тп ) / ( Vд + Vп ) = ( 17.86 ´ 467 + 14.62 ´ 473 ) / ( 17.86 + 14.62 ) = 469.7 К » 197 0С;

Разность температур выбрасываемых дымовых газов Тг и окружающего атмосферного воздуха Тв, К.

· DТ = Тг - Тв = 197 - 27 = 170.

Тв - температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Иркутска = 27 0С;

Средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с;

· w0 = ( 4 ´ ( Вр ´ Vг[1] + Вр ´ Vг[2] ) ´ Тг ) / p ´ D2 ´ 273 = ( 4 ´ ( 0.5583 ´ 18.7 + 0.625 ´ 13.5 ) ´ 470 ) / 3.14 ´ 1.82 ´ 273 = 12.8 м/с;

Безразмерные коэффициенты m и n определяются в зависимости от параметров f и nм :

· f = 1000 ´ ((w2 ´ D ) / ( H2 ´ DT )) = 1000 ´ (( 12.82 ´ 1.8 ) / ( 452 ´ 170 ) = 0.8566, где:

- w2 - средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с ;

- D - диаметр устья дымовой трубы, м.

· nм = 0.65 ´= 0.65 ´= 3.23 Þ n = 1

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формуле:

· m = = 0.92 .

Коэффициент n в случае если nм ³ 2 , равен 1.

Т.о., подставляя найденные значения в формулу 2), получим следующие результаты:

· H== 44.6 м

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ К ПРОЕКТУ : “ Разработка и испытание каталитического активатора горения жидкого топлива(мазута) для снижения содержания вредных веществ в промвыбросах котельных установок “.

ОЦЕНКА ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО АКТИВАТОРА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА ( КАГТ ):