Определение количества выбросов в атмосферу через факелы нефтеперерабатывающих заводов

Решение

Пример 2

Определение количества вредных веществ, выделяющихся через лабиринтное уплотнение аппарата

Решение

Пример 1

Рассчитать количество пара этилового спирта, выделяющегося из ёмкости круглого сечения диаметром 85 см за 2000 секунд, если давление насыщенного пара этилового спирта 5,87 кПа, температура воздуха в помещении 30 ⁰С, скорость воздушного потока, создаваемого системой вентиляции, равна 0 м/с.

1. Объём, занимаемый 1 моль пара этилового спирта при температуре воздуха 30 ⁰С составляет:

V_t = V₀ ·(1 + α·t) = 2243·(1 + 0,00267·30) = 2665 cм³/моль.

2. Коэффициент диффузии при температуре воздуха 30 ⁰С

0,214 см³/с.

3. Скорость испарения

4,88·1·0,214 · 46 · 5,87 ·10 ^-6 /2665 = 1,06 · 10^-7

4. Количество испарившегося вещества за 2000 секунд

1,06·10^-7·3,14·(42,5)²·2000 = 1,20 г

При лабиринтном уплотнении происходит многократное чередование последовательно расположенных зазоров и расширительных камер, что препятствует проникновению газовой смеси из оборудования в окружающую среду. Зазоры в лабиринтном уплотнении составляют примерно 0,2 - 0,5 мм. Количество пара или газа G_смеси (г/ч), выделяющихся через лабиринтное уплотнение, можно определить по формуле

(4.5)

где F – площадь зазора, м²; p₁ и p₂ – давление перед лабиринтом и после него, Па; n – число камер лабиринта; ρ_{газ.смеси} – плотность газовой смеси или пара в аппарате, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/c².

Определить количество вредных веществ, выделяющихся через лабиринтное уплотнение крышки аппарата, если известно, что диаметр крышки 1,4 м, величина зазора d = 0,2 мм; число камер лабиринта n = 2 шт.; давление в аппарате p₁ = 101425 Па; давление наружной среды p₂ = 101325 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 воздухе 10 мг/м³. Температура жидкости и газовой среды в аппарате t = 40 ⁰С. Концентрация составляющих газовой смеси составляет, мг/м³: для паров воды С_пар – 39876, бензола С_б – 96258, дихлорэтана С_д – 81710, воздуха С_в – 1012946.

1. Площадь зазора лабиринтного уплотнения крышки аппарата круглой формы

м²

2. Плотность газовой смеси в аппарате

ρ_{газ.смеси} = С_пар + С_б + С_д + С_в = 39,876 + 96,258 + 81,710 + 1012,946 = 1231 г/м³ или 1,231 кг/м³.

3. Количество газовой смеси, выделяющейся через лабиринтное уплотнение:

4. Объём газовой смеси, выделяющейся из аппарата

м³/ч.

5. Количество составляющих газовой смеси, выделяющейся через лабиринтное уплотнение, г/ч:

;

G_пара = 39876·28,074·10^-3 = 1119,5 г/ч;

G_{бензола} = 96258·28,074·10^-3 = 2702,3 г/ч;

G_{дихлорэтана} = 81710·28,074·10^-3 = 2293,9 г/ч;

G_{аммиака} = 10·28,074·10^-3 = 0,281 г/ч;

G_{воздуха} = 1012946·28,074·10^-3 = 28437,4 г/ч.

Назначение факела – перевод вредных горючих веществ за счёт сжигания в неактивные формы и продукты.

На нефтеперерабатывающих предприятиях для сжигания факельных газов применяют следующие факельные устройства:

- с обычным сжиганием газа (конструкция факельных горелок, дающих дымное пламя, в принципе представляет собой простую трубу и не имеет, либо имеет самые простые аэродинамические устройства и приспособления);

- для бездымного сжигания газа (конструкция факельных горелок, дающих бездымное пламя за счёт ввода пара в систему газ-воздух).

Факельные устройства для бездымного сжигания газа после прекращения подачи пара эксплуатируются как факельные устройства с обычным сжиганием газа. Как правило, на всех НПЗ факельные устройства оборудованы подачей пара для бездымного горения. Однако зачастую на заводах не выдерживается соотношение газ-пар в необходимых количествах, а также наблюдается перерыв в подаче пара.

Определение выбросов вредных веществ в атмосферу через факел затруднено, так как невозможно непосредственно отобрать пробы на анализ отходящих продуктов сгорания. Поэтому в основу определения количества выбросов вредных веществ в атмосферу с продуктами горения факелов принят расчётный метод и экспериментальные данные, полученные на пилотных установках

Дата добавления: 2017-02-01