Укрупнённая оценка ущербов от загрязнения атмосферы котельными предприятий железнодорожного транспорта

Оформление отчета

Отчёт должен включать результаты расчетов заданного варианта и следующие теоретические сведения:

1. Сформулировать понятия и указать смысл категорий экологического ущерба и платежей при сбросе сточных вод в природный водоем.

2. Указать предприятия-загрязнители водных ресурсов на железнодорожном транспорте.

3. Привести расчетные формулы для вычисления массы сброса ингредиентов загрязнений, а также платежей за сброс сточных вод в водоёмы; указать особенности определения платы за сброс сточных вод в канализацию.

4. Перечислить характерные принципы осаждения примесей из сточных вод, дать примеры конструктивных решений и схем действия устройств водоочистки.

5. На основании полученных значений платежей сделать вывод о том, от каких ингредиентов в первую очередь следует очищать стоки и какие технические средства необходимо использовать для этого.

Практическая работа № 3 [2]

Цель работы: оценка ущербов от загрязнения атмосферы выбросами дымовых газов котельными при сжигании различных видов топлива; знакомство с принципами очистки газовых выбросов и основными примерами их конструктивной реализации.

Исследование структуры загрязнения атмосферы стационарными источниками железнодорожного транспорта показывает, что порядка 90% валового объёма загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу литейными предприятиями, приходится на долю энергетических теплоагрегатов котельных. Около 5% загрязняющих веществ выбрасывается в атмосферу при работе энерготехнических теплоагрегатов (кузнечных печей, агрегатов термической обработки изделий, сушильных установок и т.д.), использующих твёрдое, жидкое и газообразное топливо. Приблизительно такое же количество загрязняющих веществ попадает в атмосферу от технологических агрегатов (станков, моечных ванн, окрасочных камер, сварочных постов и т.д.).

Котлоагрегаты котельных работают на различных видах топлива, и выбросы загрязняющих веществ зависят как от количества и вида топлива, так и от вида теплоагрегата. Учитываемыми загрязняющими веществами, выделяющимися при сгорании топлива, являются твёрдые частицы (зола), оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, пятиокись ванадия.

Валовый выброс твёрдых частиц (золы) в дымовых газах котельных определяются по формуле:

М_ТВ=q_T * m * f * (1–L_T), (3.1)

где q_T – зольность топлива, % (приложение 1.);

m – количество израсходованного топлива за год (т);

f – безразмерный коэффициент, зависящий от типа топки и топлива; для котельных, работающих на мазуте, принять f = 0,01; на угле – f = 0,0023;

L_T – эффективность золоуловителей; при использовании циклона для очистки отходящих газов котельной L_T = 0,85.

Валовой выброс окиси углерода рассчитывается по формуле:

М_СО=С_СО*m*(1-0,01*q₁)*10^-3; (3.2)

где q₁ – потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива (%), для мазута q₁ -0,5; для угля q₁ =5,5;

С_СО – выход окиси углерода при сжигании топлива (кг/т):

С_СО=q₂*R*Q_i^r; (3.3)

где q₂ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания (%) для котельных предприятий железнодорожного транспорта принимается q₂ =0,5;

R – коэффициент, учитывающий долю потерю теплоты вследствие химической неполноты сгорания: R = 1 для твёрдого топлива; R= 0,5 для газа; R = 0,65 для мазута;

Q_i^r – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (прил. 1).

Валовой выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле

М_NO2=m* Q_i^r*K_NO2*(1–β)*10^-3 , (3.4)

где K_NO2 – параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1ГДж тепла, кг/ГДж для различных видов топлива в зависимости от производителя котлоагрегата; для мазута K_NO2=0,11; для угля K_NO2=0,23;

β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений. Для котлов производительностью до 30 т/час β=0.

Валовой выброс оксидов серы (т/год), определяется только для твёрдого и жидкого топлива по формуле:

М _SO2=0,02*m*S^r*(1–ή_SO2)*(1–ή΄_SO2), (3.5)

где S^r – содержание серы в топливе (%) (прил. 1);

ή_SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей Канско-Ачинского бассейна принимается равной 0,2; экибастузских – 0,02; прочих углей – 0,1; мазута – 0,2;

ή΄_SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.

Расчёт выбросов пятиокси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:

M_V2O5= C_V2O5*B΄*(1–η_OC)*(1–η_T)*10^-3 , (3.6)

где B΄ – количество израсходованного мазута за год (т);

C_V2O5 – содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе (г/т) (при отсутствии результатов анализа топлива для мазута с S^r > 0,4% определяют по формуле (3.7);

η_OC – коэффициент оседания пятиокиси ванадия на поверхности нагрева котлов:

0,07 – для котлов с промежуточными паронагревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии;

0,05 – для котлов без промежуточных паронагревателей при тех же условиях очистки (принять при расчётах).

0 – для остальных случаев;

η_T – доля твёрдых частиц в продуктах сгорания жидкого топлива, улавливаемых для очистки газов мазутных котлов (оценивается по средним показателям работы улавливающих устройств за год) в работе принимается равной 0,85.

Содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле:

C_V2O5=95,4* S^r–31,6, (3.7)

Для каждого источника загрязнения воздушной среды устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. ПДВ устанавливается с учётом ПДК загрязняющих веществ, уровня их фоновых концентраций, гидрологических, гидрохимических, климатологических, геофизических характеристик территорий природных объектов. Сущность внедрения ПДВ – ограничение разовых выбросов.

ПДВ – масса загрязняющих веществ, выброшенная в воздушный бассейн в единицу времени, которая не создаёт в приземном пространстве уровень загрязнения выше, чем ПДК.

Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу (тыс. руб./год), определяется зависимостью:

_n

П = Σ П_уд.н.i*M_i*10^-3, при M_i≤M_ПДВi, (3.8)

ⁱ⁼¹

где П_уд.н.i – ставка платы за выброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах ПДВ (руб);

M_i – фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества (т/год);

M_ПДВi – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества (т/год);

Ставка платы, руб/т за нормативный выброс i-го загрязняющего вещества (т/год) определяется по формуле:

П_уд.н.i=Н_бл.i*K_э._атм*К_и , (3.9)

где Н_бл.i – базовый норматив за выброс i-го загрязняющего вещества (руб/т);

K_э._атм – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы; для Восточно-Сибирского экономического района равен 1,4;

К_и – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается за 90.

При отсутствии нормативов ПДВ для источника выбросов в атмосферу плата за загрязнение считается сверхнормативной и взимается в пятикратном размере.

В практической работе требуется определить массы выбросов загрязняющих веществ в зависимости от вида и количества израсходованного топлива (Mi), годовой ущерб от загрязнения атмосферы каждым из загрязняющих веществ Пi и суммарные значения этих величин (М, П). результаты расчётов сводят в таблицу по типу табл. 3.1. Исходные данные к практической работе приведены в табл. 3.2.

С целью снижения вредных выбросов в атмосферу, возникающих при сжигании топлива в топках котельных, а также других технологических процессах следует применять технические средства очистки газов. Эти технические средства реализуют ограниченный набор различных принципов действия (эффектов осаждения): гравитационный, инерционный, поверхностное взаимодействие, сорбционный, химический, электроосаждение и др.

Таблица 3.1.

Индивидуальная таблица расчётов ущербов от загрязнения атмосферы

i	Ингредиенты загрязнения	Mi (т/год)	Нбл.i (руб/т)	Пi
уголь	мазут
1.	Зола		0,17	8,25
2.	Окись углерода (СО)		0,005
3.	Оксиды азота (NOx)		0,42
4.	Оксиды серы (SOx)		0,33
5.	Пятиокись ванадия (V2O5)		–	8,25
6.	Итого	Σ			Σ

Таблица 3.2

Исходные данные

№ вар.	Вид топлива	Расход топлива (т/год)
	Уголь Азейский	10 000
	Мазут высокосернистый	2 400
	Уголь Черемховский	12 000
	Мазут сернистый	2 700
	Уголь Канско-Ачинский	15 000
	Мазут малосернистый	3 000
	Уголь Бурятский	13 000
	Уголь Минсусинский	12 500
	Уголь Черемховский	16 000
	Уголь Азейский	20 000

Эффективность технических средств очистки газов определяется по формулам (2.7 и 2.8.) аналогично эффективности технических средств очистки сточных вод. В рамках любого из них созданы разнообразные по конструктивному решению устройства, отвечающие требованиям конкретного производства, эффективности, технической эстетики и т.д. В практической работе рассмотрены схемы трёх типов устройств, каждое из которых реализует определённый принцип осаждения.

Дата добавления: 2014-11-06