Экологическая экспертиза

Сажа способна адсорбировать бенз(а)пирен, в результате чего ее частицы приобретают канцерогенные свойства.

К вредным воздействиям котельной следует отнести и выбросы теплоты, приводящие к тепловому загрязнению окружающей среды.

Энергетический баланс котельной складывается таким образом, что потребителю отдается только 30÷35% энергии, полученной при сжигании топлива.

Примерно 10% теплоты уходит в атмосферу с дымовыми газами, а более 50% отводится в процессе охлаждения конденсаторов турбин либо водой, забираемой из рек или водоемов, либо в градирнях.

Происходящее при этом тепловое загрязнение водоемов при недостаточности защитных мер способно нарушить условия обитания водной флоры и фауны, привести к развитию в водоемах нежелательных биологических процессов (разрастанию сине-зеленых водорослей и т.п.).

Тепловые выбросы воздействуют на окружающую среду, меняя микроклимат в районе ее размещения, а при больших концентрациях мощности могут привести к изменению циркуляции воздушных масс, их температуры и влажности.

Таким образом, участие котельной в загрязнении окружающей среды продуктами сгорания, твердыми отходами и низкопотенциальным теплом значительно.

В городе Советская Гавань находится отопительная котельная на твердом топливе, в которой сжигается уголь  в количестве В=1815т/год.

Котельная имеет трубу высотой H=35м.

В атмосферу при этом выделяются: зола, оксид углерода, двуокись азота, оксид серы.

Цель курсовой работы – экологическая экспертиза данных котельной, т.е. выявление количества выделяемых вредностей и предотвращение нанесения ущерба окружающей среде.

 

 

 

 

2 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА

2.1Расчет выбросов твердых частиц

Количество золы и несгоревшего топлива (т/год ,г/с),выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами от котлоагрегатов при сжигании твердого топлива

Mт=BAp∙ƒ∙(1-η)

где AР – зольность топлива, %;

η =0,7 – степень очистки газов в золоулавителях

ƒ=0,0026

 

2.2 Расчет выбросов оксида серы

Расчет выбросов в атмосферу окислов серы в пересчёте на SO2 (т/год, г/с) при сжигании твердого и жидкого топлива

где Sp – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

η′so2 – доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива (прини-мается при сжигании углей равной 0,1);

η″so2 – доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителях, принимается равной нулю для сухих золоуловителей

 

2.3 Расчет содержания оксида углерода в дымовых газах

Расчет образования оксида углерода в еденицу времени (г/с, т/год)

где Ссо – выход оксида углерода при сжигании топлива

Cco=q3∙R∙Qн

где q3 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива.%;

       R=1 – коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода;

q4 – потери теплоты вследствие неполноты сжигания топлива

 

 

 

3.4Расчет выброса двуокиси азота.

Количество оксида азота, в пересчёте на NO2, выбрасываемых в единицу времени    (г/с, т/год), рассчитывается по формуле

MNO2=0,001∙B∙Qн∙K NO2∙(1-β)

где B – расход натурального топлива за рассматриваемый период времени (г/с,тыс.м3/год, л/с т/год);

Qн – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг, МДж/м3;

KNO2 – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1ГДж теплоты, кг/ГДж;

β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

Значения   KNO2 определяются по графикам [1,рис 6.2] для различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки теплогенератора, принимаем

KNO2=0,21

Теплопроизводительность топливоиспользующего оборудования (кВт) опредедяется по формуле

где B – расход топлива, кг/ч, м3/ч;

Qн – теплота сгорания топлива, кДж/кг, кДж/м3

 

 

 

3 АНАЛИЗ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

3.1Выявление веществ, обладающих суммацией вредного действия, и определение для них приведенных концентраций и массового выброса

При санитарной оценке воздушной среды регулируются предельно допустимые концентрации (ПДК).

При этом требуется выполнение соотношения

ПДК³С

где С – концентрация вещества в воздухе, мг/м3.

К вредным веществам однонаправленного действия, следует относить вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.

Суммацией вредного воздействия обладают двуокись азота (NO2) и сернистый ангидрид (SO2).

Обьём удаляемых дымовых газов

где α – коэффициент, зависящий от класса опасности (α=1,5);

Тд – температура дымовых газов, К

 кг/ч

Концентрации веществ в дымовых газах определяем следующим образом

   

    

   

   

Приведенная концентрация (Сп) к веществу с концентрацией С1 и ПДК1 рассчитывается по формуле

При одновременном выбросе в атмосферу из одного источника нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия, расчеты выполняют после приведения всех вредных к  валовому выбросу Мп одного из них М1

Безразмерный коэффициент

 

 

3.2 Нахождение доминирующего вещества

Для проектируемой котельной согласно данным по выбросу вредных веществ в атмосферу, приведенных в графах 1-8 таблицы 1, рассчитаем максимальное значение параметра П (характеризующего степень воздействия проектируемого объекта на загрязнение атмосферного воздуха).

Определение указанного параметра для каждого вещества из выбросов и каждого источника производят путем расчета требуемого потребления воздуха Lп, м3/с и параметра R по формулам

где  М – количество данного вещества, выбрасываемого источником, г/с;

ПДКм.р. – разовая предельно допустимая концентрация вещества для населенных мест, мг/м3;

Д – диаметр устья источника выброса, м

==0,94м

где Н=35 – высота источника над уровнем земли, м;

Св – концентрация вещества на выбросе из устья источника, мг/м3.

Значение параметра П, м3/с, для каждого вещества определяем по формуле

где m – количество источников объекта, выбрасывающих одинаковое вещество.

Для группы веществ, обладающих суммацией вредного воздействия, параметр П находится как их сумма.

Из всех полученных значений выбирается максимальное и принимается за определяющий параметр П для данного объекта.

- твердые частицы

- оксид серы

- оксид углерода

- двуокись азота

Результаты расчетов приведены в таблице 3.1.

Из расчетов делаем вывод, что доминирующее вредное вещество, обладающее максимальным параметром П из всех веществ, который харак-теризует степень воздействия проектируемого объекта на окружающую среду – оксид серы SO2.

П=6698∙103 м3/с

 

 

Таблица 3.1. Определение доминирующего вещества

№	H, м	Д, м	H+Д	Lд, м3/с	Вещество	ПДКм.р. мг/м3	М, г/с	Lп, м3/с	Св, г/м3	R	П∙103 м3/с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	35	0,94	0,026	3,32	Тв.частицы	0,5	5,06	10,1∙103	1,52	264,5	2680
2					SO2	0,5	14,6	29,2∙103	4,39	229,4	6698
3					CO	5	2,78	560	0,84	4,37	2,43
4					NO2	0,085	0,9	10,59∙103	0,27	82,99	878,7

 

 

3.3  Расчет нормативно допустимых выбросов

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующей неблагоприятным метеорологическим условиям.

В том числе и опасной скорости ветра.

В зависимости от высоты H устья источника выброса вредного вещества над земной поверхностью они относятся к одному из четырёх классов: высокие H>50м; средней высоты  H=10÷50м; низкие H=2÷10м; наземные  H<2м.

Опасная скорость ветра – это скорость определяемая на уровне 10 м. от земной поверхности, при которой для заданного состояния атмосферы концентрация вредных примесей на уровне дыхания  людей (высота – 2 м) достигает максимальной величины.

Максимальное значение приземных концентраций и входящие в них коэффициенты определяют в зависимости от параметров f, υм, υ’м, fе.

Из формулы для скорости выхода газовых выбросов из устья  трубы

выражаем диаметр устья трубы

 

 

Вычисляем вспомогательный параметр – f

где ω0 – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с;

Δt – разность между температурой выброса и окружающим воздухом

Так как f<100 и Δt=139>0, то расчет ведём по формулам для нагретых газов.

Находим параметр υм и опасную скорость ветра ω

где L – количество выброса в атмосферу, м3/с

 

Так как

0,5< υм≤2

то

ω= υм =1,54м/с

Определяем коэффициенты F, n, m и вычисляем максимальную приземную концентрацию вредности.

 где F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорсть оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газов F=1)

  m и  n – коэффициенты , учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника.

Коэффициент m определяют в зависимости от f

- при f<100

Коэффициент n при f<100 определяют в зависимости от υм

- при   0,5≤υм<2 его определяют по формуле

Так как υм=1,54м/с, то условие выполняется

Значение НДВ для одиночного источника в случае, когда f<100  определяют по формуле