- •Методические указания
- •Содержание
- •1 Программа курса «Экология и устойчивое развитие»
- •2 Методические указания к выполнению контрольной работы
- •3 Контрольные вопросы
- •4 Задачи
- •5 Методики проведения расчетов Расчет количества токсичных компонентов, выделяющихся при горении различного вида топлива
- •Расчет выбросов в атмосферу токсичных компонентов при ведении сварочных работ
- •Расчет уточненных размеров санитарно-защитной зоны
- •Расчет массы выбросов вредных веществ при покраске
- •Расчет активности радионуклидов
- •Расчет эффективной эквивалентной дозы
- •Расчет пробега α-частиц и предельно допустимой плотности потока β-частиц
- •Расчет напряженности электрического и магнитного поля
- •Расчет выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта
- •Расчет эколого-экономического ущерба, наносимого окружающей среде
- •Расчет выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта
- •Список рекомендуемых источников
- •Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине «Экология и устойчивое развитие »
5 Методики проведения расчетов Расчет количества токсичных компонентов, выделяющихся при горении различного вида топлива
В зависимости от вида используемого топлива и технологии его сгорания в воздушный бассейн попадают различные виды загрязнений. Так, при сжигании твердого топлива в атмосферу выделяются: взвешенные вещества (в виде золы или сажи), оксиды азота, оксиды серы, оксид углерода; при сжигании мазута – оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода, взвешенные вещества, и мазутная зола (в пересчете на пентаксид ванадия).
Расчет выбросов частиц твердой фазы производятся по формуле:
mтв=В*Ар*f*(1-), т/год, (5.1)
где В – расход топлива, т/год;
Ар– зольность топлива, %;
f– безразмерный коэффициент принимаемый в зависимости от содержания горючих компонентов и доли золы, уносимой отходящими газами;
- доля твердых частиц, задерживаемых в золо- и пылеуловителях.
Расчет выбросов оксидов серы выполняется по формуле:
, т/год, (5.2)
где Sp– содержание серы в топливе на рабочую массу, %;
- доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива принимаемая для торфа равной 0,15; для экибастузских углей - 0,02; для прочих углей – 0,1; для мазута – 0,1; доля оксидов серы, улавливаемых в пылезолоуловителях.
Расчет выбросов оксидов углерода производится по формуле:
, т/год, (5.3)
где ССО– выход оксида углерода при сжигании 1 единицы топлива, определяется по формуле:
ССО=qЗ*R*QPH, кг/т, (5.4)
где q4– потери теплоты, вызванные механической неполнотой сгорания топлива, %.
qЗ– потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;
R– коэффициент, учитывающий потери теплоты, обусловленные присутствием в продуктах неполного сгорания оксида углерода принимаемый для твердого топлива равным 0,1; для газа – 0,5; для мазута – 0,65;
QPH– низшая теплота сгорания топлива, мДж/кг.
Расчет выбросов диоксида азота осуществляется по формуле:
, т/год, (5.5)
где - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж;
- коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов оксидов азота в результате внедрения в производство природозащитнных систем и мероприятий.
Расчеты выбросов оксидов ванадия производится по формуле:
, т/год, (5.6)
где - содержаниеV2O5в жидком топливе, г/т, определяется по формуле
; (5.7)
где - коэффициент оседанияV2O5на поверхностях нагрева котлов принимаемый для котлов с промежуточными пароперегревателями, поверхности нагрева которых очищают в установленном состоянии равным 0,07; для котлов без промежуточного пароперегревателей при тех же условиях – 0,5; для остальных случаев – 0;
- доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов.
Таблица 5.1 Характеристика топлива
Марка / вид топлива |
Ар, % |
Sp, % |
Qpн, МДж/кг |
Уголь | |||
КР, К2Р |
27,6 |
0,8 |
21,12 |
КСШ, К2СШ |
29,4 |
0,8 |
20,24 |
К, К2 К2Р |
20,7 40,9 |
0,8 0,7 |
22,97 16,63 |
ССР |
32,6 |
0,7 |
18,94 |
Мазут | |||
Малосернистый |
0,1 |
0,5 |
40,3 |
Сернистый |
0,1 |
1,9 |
39,85 |
Высокосернистый |
0,1 |
4,1 |
38,89 |
Таблица 5.2 Значения f, q3, q4
Тип топки |
Вид топлива |
f |
q3 |
q4 |
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива |
Бурые и каменные угли Антрациты: АС и АМ АРШ |
0,0023
0,003 0,0078 |
0,5…1
1 1 |
9…7,5
10 10 |
С пневматическими забрасывателями и неподвижной решеткой |
Бурые и каменные угли Антрациты АРШ |
0,0026 0,0088 |
0,5…1 1 |
5,5…4 10 |
С цепной решеткой прямого хода |
Антрациты АС и АМ |
0,0020 |
1 |
10 |
С забрасывателями и цепной решеткой |
Бурые и каменные угли |
0,0035 |
0,5…1 |
5,5…3 |
Шахтная |
Твердое топливо |
0,0019 |
2 |
2 |
Слоевые топки бытовых теплогенераторов |
Бурые угли Каменные угли |
0,0011 0,0011 |
0,5 0,5 |
3…1,5 5…3 |
Паровые и водогрейные котлы |
Мазут |
0,002 |
0,5 |
0 |
Рисунок 5.1 Значения параметра KNO2, характеризующего количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДЖ тепла в зависимости от паропроизводительности котлов 1 – природный газ, мазут; 2 – антрацит; 3 – бурый уголь; 4 – каменный уголь |