1. Определение выбросов твердых загрязняющих веществ

1.1. Твердые частицы

Основная часть минеральной составляющей твердого топлива (каменного и бурого углей и горючих сланцев) переходит в процессе сжигания в летучую золу, уносимую дымовыми газами. Химический состав золы твердого топлива достаточно разнообразен. Обычно зола состоит из оксидов кремния, алюминия, титана, калия, натрия, железа, кальция, магния. В зависимости от содержания двуокиси кремния в золе твердого топлива меняется ее токсичность (прил. 1).

Обычно содержание двуокиси кремния в угольной золе составляет 30  60 %, что соответствует пыли неорганической с ПДК_м.р = 0,3 мг/м . Аналогично классифицируется и зола, образующаяся при сжигании торфа (содержание SiO₂ составляет 30  60 %). При сжигании дров выбросы золы классифицируются, как взвешенные вещества (ПДК_м.р = 0,5 мг/м ). Так называемые «коксовые остатки», образующиеся при сжигании твердого топлива, классифицируются как сажа (ПДК_м.р = 0,15 мг/м ).

Объем выбросов золовых частиц из топок котлов существенно зависит от типа топочного устройства и применяемых методов золоулавливания.

При сжигании жидкого топлива также образуется некоторое количество твердых (сажистых) частиц. Порядок расчета выброса мазутной золы приведен в подразд. 1.2.

Расчет объема выбросов твердых частиц выполняется на основании методик [5; 6] в следующем порядке.

1) Определяется полный расход натурального топлива, кг/с, для каждого котла и котельной в целом.

2) Рассчитывается суммарное количество твердых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива), поступающих в атмосферу с дымовыми газами котлов, г/с, по одной из следующих формул:

(1.1а)

или

,

(1.1б)

где – зольность топлива на рабочую массу, %;

– доля золы, уносимой газами из котла (доля золы топлива в уносе), определяемая по методическим указаниям [4];

– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, с учетом залповых выбросов, значения для различных золоулавливающих аппаратов приведены в работе [7];

– содержание горючих в уносе, %, принимается по нормативному методу [3].

3) Вычисляется количество летучей золы, г/с, входящее в суммарное количество твердых частиц, уносимых в атмосферу:

.

(1.2)

4) Определяется количество твердых частиц, г/с, образующихся в топке в результате механического недожога топлива и выбрасываемых в атмосферу в виде коксовых остатков:

.

(1.3)

Определяется значение валового выброса за расчетный период по формуле (1.6) методических указаний [1].

Результаты расчета оформляются в виде табл. 3, приведенной в методических указаниях [1].

1.2. Мазутная зола в пересчете на ванадий

Мазутная зола представляет собой сложную смесь, состоящую в основном из оксидов металлов (кремния, магния, алюминия, железа) и оксидов ванадия (VO, VO₂, V₂O₅). Биологическое воздействие этой смеси на окружающую среду рассматривается как воздействие единого целого. В качестве контролирующего показателя принята наиболее токсичная форма оксида ванадия – пентаксид ванадия V₂O₅, по содержанию которого в золе установлен санитарно-гигиенический норматив (ПДК).

Объемы выброса мазутной золы определяются конструктивными особенностями и условиями эксплуатации котельных агрегатов. Снижение объемов выброса мазутной золы достигается путем установки пылеочистных устройств (батарейных циклонов, электрофильтров, «мокрых» аппаратов).

При сжигании мазута и нефти в составе твердых частиц определяются выбросы мазутной золы в пересчете на ванадий и сажи.

Расчет объема выброса мазутной золы выполняется на основании методик [5; 6] в следующем порядке.

1) Рассчитывается полный расход натурального топлива, кг/с, для каждого котла и котельной в целом.

2) Определяется количество ванадия, содержащегося в 1 т мазута, г/т, одним из двух способов:

по результатам химического анализа мазута:

,

(1.4а)

где – фактическое содержание элемента ванадия в мазуте, %;

по приближенной формуле (при отсутствии данных химического анализа):

,

(1.4б)

где – содержание золы в мазуте на рабочую массу, %, принимается по данным химического анализа или по прил. 6.

3) Рассчитывается степень очистки дымовых газов от мазутной золы (в пересчете на ванадий), %, в специально применяемых для этого батарейных циклонах по формуле:

,

(1.5)

где – общая степень улавливания твердых частиц, образующихся при сжигании мазута в котлах ТЭС и котельных, %, значения приведены в работе [7].

Формула (1.5) действительна при выполнении следующего условия: 65 % < < 85 %.

При совместном сжигании мазута и твердого топлива в пылеугольных котлах степень улавливания мазутной золы в пересчете на ванадий в золоулавливающих установках, %, вычисляется по формуле:

,

(1.6)

где – общая степень улавливания твердых частиц при сжигании угля, %;

С – коэффициент, равный 0,6 – для электрофильтров, 0,5 – для «мокрых» аппаратов, 0,3 – для батарейных циклонов.

4) Вычисляется суммарное количество мазутной золы в пересчете на ванадий, г/с, поступающей в атмосферу с дымовыми газами котла при сжигании жидкого топлива, по формуле:

,

(1.7)

где – доля ванадия, оседающего с твердыми частицами на поверхности нагрева мазутных котлов, которую принимают равной 0,07 для котлов с промпароперегревателями, очистка поверхностей которых производится в остановленном состоянии; 0,05 – для котлов без промпароперегревателей при тех же условиях очистки.

Выбросы сажи определяются по формуле (1.8),полученной на основании формулы (1.3) путем совместного преобразования формул (1.1) и (1.2):

.

(1.8)

При сжигании дизельного топлива и других легких жидких топлив определяются выбросы только сажи по вышеприведенной формуле.

Значение для мазута принимается по данным табл. П.4.1.

Определяется значение суммарного валового выброса твердых частиц при сжигании мазута за расчетный период по формуле (1.6) методических указаний [1].

Результаты расчета оформляются в виде табл. 3., приведенной в методических указаниях [1].