Задачи для самостоятельного решения

Пример 4

Решение

Пример 3

Методика определения

Для заданного состава факельного газа (содержание непредельных) углеводородов по графику (рис.4.1) определяется необходимое количество пара G_пн, которое требуется подать в факельное устройство для обеспечения бездымного сгорания факела (кг пара /кг газа).

Рис. 4.1. Зависимость дымности факела от состава газа и водяного пара: 1 – газ пониженной светимости; 2 – бездымное сгорание; 3 – сгорание бездымного шлейфа

Определяется отношение количества фактически подаваемого пара G_пф к необходимому количеству пара G_пн (кг пара /кг газа)

(4.6)

По уравнениям (4.7) – (4.8) определяются удельные значения вредных выбросов (г/м³ факельного газа) в атмосферу с продуктами горения факела. Выбросы сажи:

(4.7)

Выбросы СО:

(4.8)

Выбросы углеводородов:

(4.9)

Количество SO₂ в продуктах горения факела принимается равным удвоенному количеству серы в сжигаемом газе.

Определить количество вредных выбросов в атмосферу с продуктами горения факела, оборудованного устройством для бездымного сжигания газа. На факел поступает 24 т/сутки газа низкого давления с установки каткрекинга 1А-1М. Состав газа приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Состав газа с установки каталитического крекинга

Газ	% масс	% (об.)
H2	0,7	12,8
CH4	6,2	14,1
C2H6	9,5	11,4
C3H8	14,4	11,88
C4H10	13,4	11,63
C4H8	7,2	4,65
C3H6	27,6	17,26
C5H10	11,0	5,7
H2S	10,0	10,5

Плотность факельного газа 1,249 кг/м³. Количество непредельных углеводородов в газе составляет 20,6 %. Газ поступает равномерно по 1 т/ч. В течение трёх часов пар в устройство не подавался, а в течение 1 ч пар подавался в количестве 30 % от необходимого количества в соответствии с рис. 4.1.

1. Определяем объём сжигаемых газов за 1 ч по расчёту (или по данным расходомера):

V _г = m _г / ρ_г = 1000 / 1,249 = 801 м³

2. В течение трёх часов факел работал как устройство с обычным сжиганием газа. Всего сожжено газа:

V_г = 801·3 = 2403 м³

Значение n в формулах (4.7) – (4.9) равно нулю: n = 0, т.к. пар не подавался в факел. Удельное значение выбросов вредных веществ:

G_сажи = 175 г/м³;

G_co = 57 г/м³;

G_{углевод.} = 15 г/м³.

Выброс вредных веществ в атмосферу за 3 часа

сажи: 175·2400/1000 = 420 кг;

оксида углерода (II): 57·2400/1000 = 137 кг;

углеводородов: 15·2400/1000 = 36 кг

Количество SO₂ в продуктах горения факела равно удвоенному количеству серы в сжигаемом газе. В газе серы содержится 10 % масс, следовательно за 3 часа работы факела было израсходовано 3000 кг газа (по условию газ поступал равномерно по 1 т/ч), выброс SO₂ составил

3000 кг – 100 (% масс);

Х_SO2 кг – 2·10 (% масс);

кг.

3. В период работы факела на пониженном расходе пара сожжено газа (за 1 час по условию)

V _г = m _г / ρ_г = 1000 / 1,249 = 801 м³

4. Удельное значение выбросов вредных веществ

По графику на рис 4.1. определяем количество пара G_пн для обеспечения бездымного сгорания факела, зная, что непредельных углеводородов в газе примерно 20,6 %. Из графика получаем кг/кг. Для 1000 кг газа требуется G_пн = 1000·0,3 = 300 кг пара.

Фактически пар подавался в количестве 30 % от необходимого количества, т.е.

кг.

Отсюда, аргумент n из уравнений (4.7) – (4.9) будет равен

.

Определяем удельные значения вредных выбросов в атмосферу с продуктами горения факела, г/м³ факельного газа:

г/м³;

г/м³;

г/м³.

Выброс вредных веществ в атмосферу:

cажи 58,3·801/1000 = 47 кг;

СО 19,0·801/1000 = 15 кг;

углеводородов 5,0·801/1000 = 4 кг;

SO₂ за час кг.

5. В остальное время факел горел бездымно. Выбросы SO₂ составят

кг

Всего за сутки работы факела в атмосферу выброшено

сажи 420 + 46,64 = 466,64 кг;

СО 136 +15,2 = 151,2 кг;

углеводородов 36 + 4 = 40 кг;

SO₂ 600 + 200 + 4000 = 4800 кг.

4. Определение категории опасности предприятия в зависимости от массы и номенклатуры выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ

Для определения категории опасности предприятия используют данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу.

Категорию опасности предприятия (КОП) рассчитывают по формуле

, (4.10)

где М_i – масса выброса i-го вещества, т/год; n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; a_i – коэффициент, зависящий от класса опасности вещества.

Для веществ, обладающих эффектом неполной суммации или потенциирования, M_i следует домножать на коэффициент комбинированного действия агентов (К). Значения КОП рассчитывают при условии, когда . При значения КОП не рассчитываются и приравниваются к нулю.

Для расчёта КОП при отсутствии среднесуточных значений ПДКсс используют значения максимально разовых ПДК, ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) или уменьшенные в 10 раз значения ПДК веществ в воздухе рабочей зоны. Для веществ, по которым отсутствует информация о ПДК или ОБУВ, значения КОП приравнивают к массе выбросов данного вещества.

По величине КОП предприятия делят на четыре категории опасности. Граничные условия для деления предприятий по категории опасности приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Классификация предприятий по категории опасности на основе величины КОП

Категория опасности предприятия	Значения КОП
	КОП > 10^6
	10^6 > КОП > 10^4
	10^4 > КОП > 10^3
	КОП < 10^3

Таблица 4.3

Значения a_i для веществ различных классов опасности

Константа ai	Класс опасности
1,7	1,3	1,0	0,9

Рассчитать категорию опасности швейной фирмы. На предприятии имеется 20 источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, наименование которых приведены в таблице.

Таблица 4.4

Характеристика выбросов швейной фабрики

Наименование вещества	ПДКм.р., мг/м^3	ПДКс.с., мг/м^3	ОБУВ, мг/м^3	Класс опасности	Выброс, т/год
Оксид углерода	5,0	3,0			0,00507
Диоксид азота	0,085	0,04			0,0001
Диоксид серы	0,5	0,05			0,00353
Бензин	5,0	1,5			0,00157
Аммиак	0,2	0,04			0,2656
Трихлорэтилен	4,0	1,0			0,0557
Ацетон	0,35	0,35			0,0455
Уайт-спирт			1,0		0,0179
Серная кислота	0,3	0,1			0,000013
Фосфорная кислота			0,02		0,00006
Дибутилфталат			0,1		0,3672
Марганец и его соединения	0,01	0,15			0,000162
Сварочный аэрозоль	0,5	0,15			0,00223
Взвешенные вещества	0,5	0,15			0,00104
Пыль матерчатая, х/б	0,5	0,15			0,0949
Пыль картона	0,5	0,15			0,00519
Пыль стали			0,04		0,068159
Пыль древесная			0,1		0,3078
Пыль графита	0,05	0,15			0,00972

Решение

Ответ: согласно табл. 4.2, швейная фирма относится к предприятиям 4 категории опасности.

Задача 1

Определить количество вредных веществ, выделяющихся через лабиринтное уплотнение крышки аппарата прямоугольной формы размером 1,2×1,0, если величина зазора d = 0,5 мм; число камер лабиринта n = 5 шт.; давление в аппарате p₁ = 101500 Па; давление наружной среды p₂ = 101225 Па. Состав жидкости в аппарате, % (масс): вода – 40, бензол – 30, дихлорэтан – 30. Газовая среда в аппарате – воздух с примесью аммиака. Влажность воздуха q = 50 %. Концентрация аммиака в воздухе10 мг/м³. Температура жидкости и газовой среды в аппарате t = 40 ⁰С. Концентрация составляющих газовой смеси, мг/м³: для паров воды С_пар – 39876, бензола С_б – 96258, дихлорэтана С_д – 81710, воздуха С_в – 1012946.

Задача 2

Определить количество сажи, оксида углерода, углеводородов, сернистого ангидрида, выбрасываемых в атмосферу с установки каткрекинга с продуктами горения факела, оборудованного устройством для бездымного сжигания газа по данным таблицы.

№	Расход факельного газа, т/сутки	Плот-ность газа, кг/м^3	Содержание непредельных углеводородов в газе, %	Кол-во серы в сжигаемом газе, % масс.	Условия подачи газа на факельное устройство
		1,248		9,5	Подача газа равномерная с расходом 0,916 т /ч. В течение 2,5 ч пар в устройство не подавался, а в течение 1,5 ч подавался в количестве 23 % от необходимого количества
		1,250			Подача газа равномерная с расходом 0,875 т /ч. В течение 2 ч пар в устройство не подавался, а в течение 2,5 ч подавался в количестве 25 % от необходимого количества
		1,251			Подача газа равномерная с расходом 1,0416 т /ч. В течение 1 ч пар в устройство не подавался, а в течение 4 ч подавался в количестве 33 % от необходимого количества
		1,249		10,2	Подача газа равномерная с расходом 1,083 т /ч. В течение 4 ч пар в устройство не подавался, а в течение 0,5 ч подавался в количестве 40 % от необходимого количества
		1,240			Подача газа равномерная с расходом 1,125 т /ч. В течение 5 ч пар в устройство не подавался, а в течение 2 ч подавался в количестве 35 % от необходимого количества
		1,235			Подача газа равномерная с расходом 1,25 т /ч. В течение 5 ч пар в устройство не подавался, а в течение 3 ч подавался в количестве 50 % от необходимого количества
		1,237			Подача газа равномерная с расходом 1,333 т /ч. В течение 1 ч пар в устройство не подавался, а в течение 7 ч подавался в количестве 40 % от необходимого количества
		1,238			Подача газа равномерная с расходом 0,625 т /ч. В течение 2 ч пар в устройство не подавался, а в течение 6 ч подавался в количестве 33 % от необходимого количества
		1,239			Подача газа равномерная с расходом 0,666 т/ч. В течение 4 ч пар в устройство не подавался, а в течение 3 ч подавался в количестве 60 % от необходимого количества
		1,240			Подача газа равномерная с расходом 0,7083 т /ч. В течение 1 ч пар в устройство не подавался, а в течение 9 ч подавался в количестве 70 % от необходимого количества

Задача 3

Рассчитать категорию опасности предприятий.

№	Предприятие	Наименование веществ	ПДК м.р., мг/ м^3	ПДК с.с., мг/ м^3	Класс опасности	Выброс, т / год
	Омская ТЭЦ-2	Сажа Сернистый ангидрид Диоксид азота Оксид углерода	0,15 0,5 0,085 5,0	0,05 0,05 0,04 3,0
	Омская ТЭЦ-3	Сажа Сернистый ангидрид Диоксид азота Оксид углерода	0,15 0,5 0,085 5,0	0,05 0,05 0,04 3,0
	Омская ТЭЦ-4	Сажа Сернистый ангидрид Диоксид азота Оксид углерода	0,15 0,5 0,085 5,0	0,05 0,05 0,04 3,0
	Омская ТЭЦ-5	Сажа Сернистый ангидрид Диоксид азота Оксид углерода	0,15 0,5 0,085 5,0	0,05 0,05 0,04 3,0
	Омская ТЭЦ-6	Сажа Сернистый ангидрид Диоксид азота Оксид углерода	0,15 0,5 0,085 5,0	0,05 0,05 0,04 3,0
Удельные выбросы вредных веществ на некоторых установках ПО "Нафтан"
	ЭЛОУ АВТ-1 2798´10^-4	Диоксид серы Оксид углерода Оксиды азота Углеводороды Пыль Сероводород	0,5 5,0 0,085 0,15 0,008	0,05 3,0 0,04 - 0,05 -		3,08 0,28 0,28 2,2 0,015 0,02
	ЭЛОУ АВТ-2 2267´10 ^-4	Диоксид серы Оксид углерода Оксиды азота Углеводороды Пыль Сероводород	0,5 5,0 0,085 0,15 0,008	0,05 3,0 0,04 - 0,05 -		2,28 0,015 0,46 2,76 0,011 1,6
	ЭЛОУ АВТ-6 8876´10 ^-4	Диоксид серы Оксид углерода Оксиды азота Углеводороды Пыль Сероводород	0,5 5,0 0,085 0,15 0,008	0,05 3,0 0,04 - 0,05 -		5,0 0,075 0,45 9,6 0,03 0,01

Дата добавления: 2017-02-01