РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ И ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ

Расчетные формулы концентраций вредных веществ в дымовых газах в зависимости от количества текущих выбросов необходимы, главным образом, при сопоставлении расчетных и измеренных экспериментально величин концентраций, а также для определения выбросов при известных величинах концентраций.

Расчет объема дымовых газов

Объем уходящих газов без влаги при нормальных условиях  (температура 0 °С, давление 760 мм рт. ст. (0,1013 МПа) от сгорания 1 кг натурального топлива можно приближенно определить по формуле

 нм³/кг,                                             (27)

где  - объем стехиометрического количества воздуха при нормальных условиях для сгорания 1 кг натурального топлива.

Приближенно можно определить

 нм³/кг,                                        (28)

где  - в ккал/кг, или по табл. 1, 2 прил. 3 (точнее).

При температуре газов t выше 0 °С удельный объем уходящих газов определяется по формуле

 м³/кг.                               (29)

Расчет массовой концентрации

Массовая концентрация ингредиента i в уходящих газах определяется по формуле

 г/м³,                        (30)

где размерность [ ] соответствует размерности [В], [ ] - м³/кг.

Расчет объемной концентрации

Объемная концентрация ингредиента i в уходящих газах определяется по формуле

 чнм*(млн^-1),                 (31)

* чнм - части на миллион (единицы измерения объемной концентрации).

где  - молекулярный вес ингредиента i;

 = 64; m_CO = 28;  = 46.

Пересчет объемных концентраций в весовые и наоборот представлен в прил. 5.

Расчет валовых выбросов вредных веществ

Валовый выброс ингредиента i определяется как сумма выбросов ингредиента i по всем единичным источникам выбросов (котельным установкам):

М_валi = ,                                               (32)

где j - порядковый номер единичной котельной установки (котлоагрегата). Валовые выбросы вредных веществ при сжигании различных видов топлив в котлах ЖКХ представлены в прил. 6.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Определить количество выбросов вредных веществ с дымовыми газами от котельной установки концентрации окислов серы в дымовых газах. Исходные данные для расчета приведены ниже.

Тип котельной установки......................................................................... "Универсал-6"

Режим работы в году t_ог, ч/год................................................... 5350 (отопительный

период года)

Топливо:

зольность А^Р, %............................................................................................................... 14

сернистость S^Р, %............................................................................................................ 2

низшая теплота сгорания Q , МДж/кг (ккал/кг)............................................ 27 (6448,5)

Теплопроизводительность в режиме установленной мощности Q_ном, Гкал/ч 0,5

КПД котельной установки h........................................................................................ 0,74

Потери теплоты от неполноты сгорания, %:

механической q₄.............................................................................................................. 7

химической q₃.................................................................................................................. 1

Доля золы, уносимой газами, a_ун................................................................................... 0,3

Содержание горючих в уносе Г_ун, %............................................................................. 40

Доля , связываемых летучей золой........................................................................ 0,1

Доля , улавливаемых в мокрых золоуловителях.................................................. 0

КПД золоуловителя h_з.................................................................................................... 0,8

Удельное количество образующихся окислов азота , кг/Гдж........................ 0,105

Коэффициент избытка воздуха a.................................................................................. 1,5

Температура уходящих газов (после золоуловителей) t_ух, °С.................................... 60

Определение параметров

1. Расход топлива за рассматриваемый период по формуле (1)

 кг/ч = 29 г/с.

2. Годовой коэффициент нагрузки по формуле (3):

К = 5360 : 8766 = 0,61.

3. Расход топлива за год по формуле (4):

В = 104,77 ´ 0,61 ´ 8766 ´ 10^-3 = 560,2 т/год.

4. Расчетное количество выбросов пыли М (г/с) по формуле (6):

 г/с.

5. Валовое количество выбросов пыли (т/год) по формуле (6), где В = 560,2 т/год или по формуле:

 т/год.

6. Расчетное количество выбросов сернистого ангидрида М (г/с) по формуле (11):

М = 0,02 ´ 29 ´ 2(1 - 0,1)(1 - 0) = 1,044 г/с.

7. Валовое количество выбросов сернистого ангидрида  (т/год) по формуле (11) или

 = 1,044 ´ 3,6 ´ 10^-3 ´ 5360 = 20,14 т/год.

8. Расчетное количество выбросов окиси углерода М (г/с) по формуле (14):

 г/с.

9. Валовое количество выбросов окиси углерода М_СО (т/год) по формуле (19):

М_СО = 0,72 ´ 3,6 ´ 10^-3 ´ 5360 = 13,9 т/год.

10. Расчетное количество диоксида азота М (г/с) по формуле (22):

 г/с.

11. Валовое количество диоксида азота  (т/год) по формуле (26):

 = 0,0767 ´ 3,6 ´ 10^-3 ´ 5360 = 1,48 т/год.

12. Удельный объем стехиометрического количества воздуха V (нм³/кг) по формуле (28):

 нм³/кг.

13. Удельный объем уходящих газов при нормальных условиях по формуле (27) или, точнее, по табл. 1 прил. 3:

V = 1,5 ´ 7,22 = 10,8 нм³/кг.

14. Удельный объем уходящих газов V_г (м³/кг) по формуле пересчета на фактическую температуру газов:

 м³/кг.

15. Массовая концентрация сернистого ангидрида С (г/м³) в уходящих газах по формуле (30):

 г/м³.

16. Объемная концентрация сернистого ангидрида С в уходящих газах по формуле (31):

 чнм

или, точнее, по таблице прил. 5.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Следует предъявлять требования к поставщикам топлива в части записи в отгрузочных документах характеристик топлива: зольность, содержание серы, азота, тяжелых металлов.

2. Расчетом выбросов вредных веществ, как правило, пользуются при перспективном планировании и прогнозе в крупном масштабе региона (область, край, республика).

3. При контроле за выбросами отдельных производственных предприятий предпочтение следует отдавать наиболее достоверному экспериментальному методу измерений выбросов (концентраций) вредных веществ в дымовых газах.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1