Практична
робота №6.
Розрахунок викидів шкідливих
речовин в атмосферу від котельні, яка працює на твердому паливі (вугіллі)
Загальні відомості
Витрати палива на теплопостачання
населених пунктів є однією з вагомих складових у загальному паливно-енергетичному
балансі країни. Сьогодні на теплопостачання у побутові та громадські будівлі в
Україні витрачається більш ніж 250 млн т умовного палива на рік. Для цих цілей
використовують природний газ, мазут, дизельне паливо, вугілля, торф, деревину
та деякі інші види палива. Основною складовою частиною будь-якого виду палива є
органічна речовина, яка складається з вуглецю, водню, кисню, азоту. Крім того у
складі палива, залежно від його природи, майже завжди присутні сірка, сульфати
і оксиди різних металів. Під час горіння палива відбувається окислення сполук з
виділенням теплової енергії. При нестачі кисню відбувається неповне згоряння і
кількість тепла значно зменшується, а кількість шкідливих домішок, що
викидаються в атмосферу, збільшується.
Утворення твердих частинок (диму)
залежить від складу палива й повноти згорання, він складається з пилу палива,
що не згоріло, з попелу, силікатів та
інших частинок.
На Землі щороку спалюють біля 2
млрд т вугілля , біля 1 млрд т нафти та
газу, багато інших видів палива. При цьому в атмосферне повітря викидається
близько 500 млн т діоксиду вуглецю, 120 млн т попелу і сажі, 60 млн т оксидів
сірки, багато інших шкідливих домішок. Під час спалювання на процес горіння
витрачається 25% кисню, що утворюється при фотосинтезі за рік.
Централізоване теплопостачання
зменшує забруднення атмосфери продуктами згоряння палива. До основних задач теплоенергетиків відносяться –
максимальне використання виробничих потужностей котелень і опалювальних систем,
зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу, економія палива, утилізація
твердих відходів, що утворились в процесі спалювання.
Розрахунок шкідливих викидів в
атмосферу від котельні залежить від того типу палива, що використовується в
даній котельні.
Розрахунок викидів шкідливих речовин в атмосферу від котельні, яка
працює на твердому паливі (вугіллі).
Для котельні, яка працює на
вугіллі, розраховують викиди в атмосферу наступних речовин:
-
оксиду вуглецю ( СО – чадний газ);
-
діоксиду сірки (SO2 );
-
діоксиду азоту (NO2 );
-
сажі і попелу.
а)
Розрахунок викидів твердих
речовин (сажі і попелу).
Mтр =
B · А ∙ f · (1 – k1),
т/рік,
де В – річні витрати палива, т;
А –
зольність палива у %;
f –
коефіцієнт, який залежить від типу топки котла;
k1
– коефіцієнт, який залежить від типу попеловловлювача.
б) Розрахунок викидів чадного
газу (оксиду вуглецю).
Мсо = 0,001 · В · q1 ·
R · Q · (1 – q2 /100), т/рік.
де q1 – втрати теплоти через хімічну
неповноту згоряння палива;
q2
– втрати теплоти через механічну неповноту згоряння палива;
R –
коефіцієнт, якій враховує втрату тепла (для вугілля в середньому R = 0,7);
Q –
нижча теплота згоряння палива (для вугілля в середньому
Q = 25,95 МДж/кг);
в). Розрахунок викидів сірчистого газу (SO2);
МSO2 = 0,02 · В · S (1- g) · (1 – k2),
т/рік.
де S –
вміст сірки в паливі у %;
g –
частка
SO2
, що залишилась зв’язана у попелі (g = 0,1);
k2
– коефіцієнт, який залежить від
роботи газовловлювача;
г).
Розрахунок викидів оксидів азоту
М
NO2 = 0,001 · В · Q · K NO2
(1 – k3 );
т/рік,
де Q –
нижча теплота згоряння палива (для вугілля в середньому
Q = 25,95 МДж/кг);
K
NO2
– коефіцієнт, який характеризує
кількість оксидів азоту, що утворюється на 1 ГДж тепла, (для вугілля K
NO2
= 0,085 кг/ГДж),
k3
– коефіцієнт, якій залежить від технічних рішень газовловлювачів.
Користуючись таблицею 6.1
провести розрахунки викидів шкідливих речовин
в атмосферу.
Таблиця 6.1
№ варіанта |
В
|
А
|
f |
k1 |
k2 |
k3 |
q1 |
q2
|
S
|
1 |
35 |
7 |
0,002 |
0,1 |
0,07 |
0,1 |
0,36 |
10 |
0,5 |
2 |
65 |
8 |
0,003 |
0,15 |
0,1 |
0,11 |
0,37 |
12 |
0,6 |
3 |
67 |
7,5 |
0,002 |
0,13 |
0,11 |
0,12 |
0,39 |
11 |
0,7 |
4 |
78 |
8 |
0,003 |
0,14 |
0,09 |
0,13 |
0,4 |
11 |
0,8 |
5 |
90 |
9 |
0,002 |
0,16 |
0,085 |
0,09 |
0,38 |
12 |
0,9 |
6 |
102 |
8,5 |
0,003 |
0,13 |
0,1 |
0,12 |
0,41 |
13 |
1,0 |
7 |
88 |
8 |
0,002 |
0,15 |
0,08 |
0,1 |
0,42 |
12 |
1,1 |
8 |
97 |
9,5 |
0,003 |
0,14 |
0,09 |
0,11 |
0,4 |
11 |
1,2 |
9 |
67 |
10 |
0,002 |
0,12 |
0,085 |
0,13 |
0,37 |
12 |
1,0 |
10 |
56 |
11 |
0,003 |
0,16 |
0,08 |
0,09 |
0,38 |
10 |
1,1 |
11 |
55 |
11 |
0,002 |
0,16 |
0,1 |
0,13 |
0,39 |
9 |
0,8 |
12 |
47 |
10 |
0,003 |
0,13 |
0,09 |
0,09 |
0,42 |
9,5 |
1,1 |
13 |
65 |
9 |
0,002 |
0,12 |
0,08 |
0,1 |
0,4 |
9,5 |
1,0 |
14 |
105 |
9,6 |
0,003 |
0,11 |
0,085 |
0,12 |
0,38 |
11 |
0,9 |
15 |
125 |
8 |
0,002 |
0,14 |
0,1 |
0,11 |
0,37 |
12 |
0,9 |
16 |
135 |
9 |
0,003 |
0,15 |
0,09 |
0,13 |
0,42 |
11 |
0,8 |
17 |
140 |
8,5 |
0,002 |
0,17 |
0,08 |
0,09 |
0,39 |
12 |
1,1 |
18 |
128 |
9,5 |
0,003 |
0,14 |
0,1 |
0,1 |
0,4 |
13 |
1,0 |
19 |
220 |
8 |
0,002 |
0,125 |
0,09 |
0,12 |
0,37 |
10 |
0,8 |
20 |
210 |
7,5 |
0,003 |
0,14 |
0,08 |
0,13 |
0,39 |
9 |
0,9 |
21 |
111 |
9 |
0,002 |
0,135 |
0,085 |
0,1 |
0,4 |
9 |
1,1 |
22 |
123 |
8,5 |
0,003 |
0,14 |
0,1 |
0,09 |
0,38 |
10 |
0,8 |
23 |
155 |
9 |
0,002 |
0,15 |
0,09 |
0,11 |
0,37 |
11 |
0,9 |
24 |
147 |
9,5 |
0,003 |
0,12 |
0,08 |
0,12 |
0,42 |
12 |
1,0 |
25 |
180 |
9 |
0,002 |
0,125 |
0,085 |
0,1 |
0,4 |
11 |
0,8 |