Методика расчетно-экспериментального определения выбросов загрязняющих веществ от трубчатых нагревательных печей

Назва: 
Методика расчетно-экспериментального определения выбросов загрязняющих веществ от трубчатых нагреват

Download

АОЗТ "Кубаньэко"- ЛТД

Согласовано:                                                                                                                       Утверждаю:

Зам. начальника                                                                                                                 Президент АОЗТ

Департамента                                                                                                                      "Кубаньэко"- ЛТД

государственного                                                                                                               ___________Е.В.Бакаев

экологического контроля                                                                                 "____"_________1996г.

 С.В.Маркин

"____" ___________ 1996г.

МЕТОДИКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ТРУБЧАТЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ


1. Введение.

1.1.            Настоящий документ:

(1)            разработан в соответствии с Законом Российской Федера­ции "Об охране окружающей природной среды" с целью получе­ния данных, о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от трубчатых нагревательных печей.

(2)            устанавливает методику определения параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от трубчатых нагреватель­ных печей.

(3)            распространяется на трубчатые нагревательные печи, экс­плуатируемые на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки.

(4)     применяется предприятиями и территориальными комитетами по охране природы.

1.2.   Полученные по настоящему нормативному документу ре­зультаты используются при учете и нормировании выбросов от труб­чатых нагревательных печей.

2. Ссылки на нормативные документы.

2.1.               ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера, Метод определения скорости газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

2.2.               ГОСТ 17.2.4.07-90. Охрана природы. Атмосфера, Метод определения давления и температуры газопылевых потоков отходящих от стационарных источников загрязнения.

2.3.               ОНД-90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С-Пб., ДНТП, 1991.

3. Общие положения.

3.1. В Результате полного сгорания топлива в трубчатых наг­ревательных печах образуются продукты, содержащие кислород - О2, углекислый газ - СО2; водяные пары - Н2О; азот - N2; окислы серы; - (SO2 + SO3); окислы азота - NOx (NO + NО2) и в случае неполного сгорания топлива - окись углерода - СО, углеводороды (CH4, С2Н4...) и в незначительных количествах формальдегид, органичес­кие кислоты, кетоны, канцерогенные вещества.

Одним из наиболее крупных загрязнителей атмосферного возду­ха, выбрасываемых с продуктами сгорания от технологических печей являются окислы серы SO2 и SO3. Практически вся сера топлива пе­реходит в сернистый ангидрид SO2.

При сжигании топлива в трубчатых печах происходит также об­разование окислов азота N0x (NO + NO2). По данным проведенных исследований, соотношение NO2/(NO + NO2)для котельных агрегатов находится в пределах 0.050.11.

3.2.       При неполном сгорании топлива образуется окись углеро­да - СО. В условиях полного сгорания в продуктах сгорания имеет­ся лишь незначительное количество окиси углерода, определяемое кинетикой диссоциации двуокиси углерода. Однако, следует учесть, что на концентрацию СО в конечных продуктах сгорания наряды с кинетическими Факторами влияет также аэродинамика топочной каме­ры: эффективность перемешивания топливо - воздушного потока с: про­дуктами сгорания, расположение поверхностей нагрева по отношению к факелу, взаимное расположение горелок, режим работы топки, нагрузка топки и т.д. И эти же факторы оказывают влияние на ус­ловия полноты разложения и окисления углеводородов топлива и сажеобразования.

При нарушении полноты сгорания наряды с появлением в про­дуктах сгорания углеводородов, окиси углерода и других продуктов (Формальдегида, органических кислот, канцерогенных веществ - в основном 3,4 - бенз(а)пирена) наблюдаются копоть и дымление, Концентрации углеводородов, окиси углерода, Формальдегида, органических кислот, 3,4-бенз(а)пирена становятся значительными лишь при высоком содержании окиси углерода в продуктах сгорания, сопровождающееся появлением дымности, копоти. Дымность и копоть в продуктах сгорания говорят о крайне неблагополучном процессе сжигания топлива в печах, что недопустимо при эксплуатации наг­ревательных печей.

3.3.   Выбросы золы с продуктами сгорания зависят от содержа­ния золы в топливе. Ввиду того, что на нефтеперерабатывающих заводах в нагревательных печах используются только жидкое и газо­образное топлива и экономически нецелесообразно оснащать эти пе­чи системами золоулавливания, можно считать, что вся зола, нахо­дящаяся в жидком топливе, выбрасывается в атмосферу с продуктами сгорания.

3.4.               Учитывая, что на нефтеперерабатывающих и нефтехимичес­ких предприятиях рекомендуется постоянный визуальный контроль за дымностью продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы (копоть и дымление не допустимы), то наиболее общими загрязнителями от нагревательных печей являются сернистый ангидрид, окислы азота, окись углерода, углеводороды и взвешенные вещества.

3.5.               Контроль выбросов вредных веществ в атмосферу от наг­ревательных печей проводится при установившемся (регламентном) Режиме работы печи. Контролю подлежат также печи после текущего, капитального Ремонта, а также после реконструкции или изменения вида топлива, сжигаемого в печи. Контроль выбросов вредных веществ в атмосферу основан на определении объема продуктов сгора­ния, выбрасываемых в атмосферу из дымовых печей и определении состава этих продуктов. Так как продукты сгорания состоят из су­хих газов Н2, О2, N2, CO2, SО2, CO, CH4, CnHm, NOx)и водяных паров, а методами анализа эти ингредиенты определяются только в сухой части, то для нахождения полного объема продуктов сгора­ния, отходящих из дымовой трубы необходимо определять влажность этих продуктов. При отсутствии данных измерения влажности ис­пользуется расчетный метод определения полного объема продуктов сгорания как суммы сухих газов и водяных паров по результатам анализов рабочего топлива, количества сжигаемого топлива и сос­тава сухих дымовых газов.

4. Подготовительные работы.

Отбор проб дымовых газов.

4.1. До начала измерения проводятся подготовительные работы:

- подготовка приборов и средств измерений согласно требова­ниям соответствующих ГОСТов, инструкций и методик проведения анализов;

- оценка эксплуатационного состояния печи и ее вспомога­тельного оборудования;

- определение мест отбора проб и замера температуры дымовых газов;

-сбор сведений из отчетной документации о расходе газооб­разного топлива на печь за квартал, предшествующий проведению испытаний и на день испытаний;

- определение высоты и диаметра устья дымовой трубы печи.

4.2. Отбор проб дымовых газов, газообразного и жидкого топлив проводится при установившемся тепловом режиме печи и регла­ментной производительности технологической установки.

В качестве пробоотборного зонда используют трубку диаметром 6÷8 мм из инертного материала (стекло, фарфор, нержавеющая сталь) с загнутым концом, отверстие которого при отборе проб ус­танавливают навстречу потоку газа. Ввод зонда в газоход осущест­вляется через специальный штуцер (диаметр 80 мм, высота выступа­ющей части не более 50 мм) с завинчивающейся крышкой. Штуцер должен располагаться на прямолинейном участке газоходах после всех вспомогательных агрегатов (тяго - душевых, рекуператоров, котлов-утилизаторов), по возможности ближе к основанию дымовой трубы.

В случае кирпичных или бетонных газоходов, штуцер врезают в металлические крышки люков (лазов) этих газоходов. Замер темпе­ратуры дымовых газов проводится в точке отбора проб. Допускается использовать показания стационарных приборов, датчики которых расположены вблизи точки отбора проб.

5. Методы и средства измерений.

5.1. Метод определения выбросов вредных веществ в атмосферу с продуктами сгорания предусматривает проведение следующих изме­рений:

-      компонентного состава газообразного топлива;

-      плотности жидкого топлива и содержания в нем серы, воды, механических примесей, золы;

-       

-     компонентного состава сухих дымовых газов и концентраций в них метана, окиси углерода, окислов азота;

-     расхода сжигаемого в печи газообразного и жидкого топлив (по отчетной документации предприятия за квартал и год, а также Фактический на момент проведения испытаний по показаниям прибо­ров);

-     температуры дымовых газов в точке отбора проб.

5.2.   Компонентный состав газообразного топлива определяется по ГОСТ 14920-79.

Отбор проб жидкого топлива проводится по ГОСТ 2517-69.

Плотность жидкого топлива определяется по ГОСТ 3900-47.

Содержание серы в жидком топливе определяют по ГОСТ 1431-64 или по ГОСТ 1437-75, воды по ГОСТ 2477-65, механических примесей по ГОСТ 14891-69, золы по ГОСТ 1461-75.

5.3.   Компонентный состав сухих дымовых газов и параметры газовоздушного потока определяются согласно ГОСТ 17.2.4.06-90 [5], ГОСТ 17.2.4.07-90 [6] и по согласованным в установленном порядке НИИ Атмосфера и Минприроды РФ методическим документам.

6. Обработка результатов измерений.

6.1. Расчет элементарного состава топлива.

В качестве топлива в нагревательных печах могут быть ис­пользованы следующие виды топлив:

-     газообразное, в состав которого могут входить следующие компоненты: CH4, С2Н6,С3Н8, С4Н10, С4Н8, C5H12, С5Н10, C6H14, Н2, О2, N2, CO, CО2, H2S;

-     жидкое топливо: мазут, дизтопливо и т.д., в состав кото­рого входят: углерод (С), водород (Н), кислород (О, азот (N),сера (S), зола (А), влага (W);

Для распыла жидкого топлива в горелку подается пар в коли­честве 0.4÷0.6 кг на 1.0 кг жидкого топлива. Водяной пар по пути своего движения вдоль трубы подогревает жидкое топливо и на вы­ходе из сопла за счет большой скорости струи усиливает распыле­ние жидкого топлива.

-     комбинированное топливо - одновременное использование га­зообразного и жидкого топлива в различных соотношениях.

Перечисленные виды топлива характеризуются элементарным составом, т.е. составом топлива по количеству элементов в % масс, входящих в рабочую массу топлива и имеет в дальнейшем сле­дующие обозначения: CP, HP, OP, NP, SP, AP, WP;

CP+HP+OP+NP+SP+AP+WP=100%

Например, соответственно по элементам:

79.3 + 17.3 + 0.5 + 1.49 + 0.21 + 0.3 = 100%.

Wр = 0 отсутствие влаги.

6.1.1. Газообразное топливо.

Ввиду того, что учет расхода газообразного топлива на предприятиях ведется в тоннах, расчет элементарного состава га­зообразного топлива удобнее вести в весовых единицах. В зависи­мости от типа прибора и методики анализа состав газообразного топлива может быть задан в Различных размерностях:

-      в % масс;

-      в % объемных;

-      часть компонентов в % масс, другая часть в % объемных.

В % масс обычно определяются компоненты от СН4 до C6H14, причем результаты анализа выдаются только для компонентов от CН4 до C6H12 как от суммы этих компонентов равной 100%. масс.

Другие компоненты, такие как Н2, О2, N2, CO, CО2, H2S, мо­гут быть даны по результатам анализа в % объемных от объема всех составляющих, т.е. вместе с CН4 до C6H14.

I. Расчет элементарного состава газообразного топлива при задании его состава в % массовых (кг на 100 кг топлива).

Расчет массовой доли каждого элемента в компонентах газооб­разного топлива производится по следующей формуле:

где

n - количество атомов i-го элемента;

А - атомный вес i-го элемента;

М - молекулярный вес компонента.

Результаты расчета массовых долей элементов в компонентах газообразного топлива приведены в таблице 6.1.


Таблица 6.1


Компоненты

газообразного

топлива

Постоянные величины

Молекулярный

вес компоненты.

М

Массовая доля элемента в компоненте

Углерод

С


Водород

Н


Кислород

О


Сера

S

Азот

N

1

2

3

4

5

6

7

CH4

16

0.75

0.25

-

-

-

C2H6

30

0.80

0.20

-

-

-

С3Н8

44

0.8182

0.1818

-

-

-

С4H10

58

0.8276

0.1724

-

-

-

C4H8

56

0.8571

0.1429

-

-

-

C5H12

72

0.8333

0.1667

-

-

-

C6Hl4

86

0.8372

0.1628

-

-

-

H2S

34

-

0.0588

-

0.9412

-

H2

2

-

1.0

-

-

-

О2

32

-

-

1.0

-

-

N2

28

-

-

-

-

1.0

СО2

44

0.2727

-

0.7273

-

-

CO

28

0.4286

-

0.5714

-

-

Зная массовую долю каждого элемента в каждом компоненте га­зообразного топлива и зная массовое содержание каждого компонен­та в газообразном топливе, можно найти фактический элементарный состав топлива как сумму элементарных составов каждого компонен­та.

Для примера рассмотрим порядок расчета элементарного соста­ва газообразного топлива при задании компонентного состава в % масс.

 % масс

 % масс

где - 0.75 и 0.25 принимаются из таблицы 6.1.

Сумма фактических концентраций элементов в % масс каждого компонента газа данного состава характеризует рабочую массу га­зообразного топлива (Ср, Hр, Ор, Nр, Sp):

Ср+Hр+Ор+Nр+Sp=100%

42.80+32.12+2.03+16.08+6.97=100%

Таблица 6.2

Компоненты

газообразного

топлива

Состав топлива

по анализу % масс

Элементарный состав % масс

С

Н

О

S

N

1

2

3

4

5

6

7

СН4

9.80

7.35

2.45

-

-

-

С2Н6

15.25

12.20

3.05

-

-

-

С3Н8

13.30

10.88

2.42

-

-

-

С4Н10

8.57

7.09

1.48

-

-

-

С4Н8

1.08

0.93

0.15

-

-

-

С5Н12

2.58

2.15

0.43

-

-

-

С6Н14

1.66

1.39

0.27

-

-

-

H2S

17.08

-

1.00

-

16.08

-

Н2

20.86

-

20.86

-

-

-

О2

0.70

-

-

0.7

-

-

N2

6.97

-

-

-

-

6.97

СО2

1.00

0.27

-

0. 73

-

-

СО

1.05

0.45

-

0. 60

-

-

100

42.80

32.12

2.03

16.08

6.97

Таким образом, общие формулы для перевода газообразного топлива к Рабочей массе при задании топлива в % масс имеют сле­дующий вид:

где

 - суммы произведений массовых % каждого компонента на количество атомов определяемого элемента и на молекулярный вес элемента, деленное на молекуляр­ный вес компонента газообразного топлива;

1, 12, 16, 32, 14 - атомные веса элементов:

Н, С, О, S, N - соответственно, величины постоянные.

II. Расчет элементарного состава газообразного топлива при

задании его состава в У. объемных (м3 на 100 м3 топлива).

Предположим, что состав газообразного топлива дан в % объ­емных. Необходимо его пересчитать в % массовые.


Пример:

Таблица 6.3

Компоненты газообраз­ного топлива

Состав топлива в % объем

ri

Молекулярный вес компо­ненты,

Мi

ri·Mi

Состав топлива в % масс,

qi

1

2

3

4

 

СH4

4.74

16

75.84

9.80

С2Н6

3.935

30

118.05

15.26

С3Н8

2.342

44

103.048

13.32

С4Н10

1.145

58

66.41

8.58

С4Н8

0.150

56

8.40

1.09

C5H12

0.279

72

20.09

2.60

С6Н14

0.150

86

12.90

1.67

H2S

3.89

34

132.26

17.09

Н2

80.79

2

161.58

20.88

О2

0.17

32

5.44

0.70

N2

1.93

28

54.04

6.98

СО2

0.170

44

7.48

0.97

СО

0.290

28

8.12

1.05

 

100.0

 

773.658

100

Общая формула перевода состава топлива из объемных в весо­вые проценты:

 % масс,

III. Пример расчета состава топливного газа, в случае, ког­да по результатам анализа часть компонентов дана в % масс, а другая часть в % объемных.

Таблица 6.4

Компо­ненты топлива

Содержание компонентов по анализу

Молекулярный вес ком­понента

Mi

qi, /Mi

Состав топлива

в %. об,

ri, %

ri·Мi

Состав топлива

в % масс

qi, %

qi

% мас.

ri

% об.

1

2

3

4

5

6

7

8

СH4

18.76

-

16

1.172

4.740

75.84

9.80

С2Н6

29.19

-

30

0.973

3.935

118.05

15.26

C3H8

25.46

-

44

0.579

2.342

103.048

13.32

С4Н10

16.40

-

58

2.283

1.145

66.41

8.58

С4Н8

2.07

-

56

0.037

0.150

8.40

1.09

C5H12

4.94

-

72

0.069

0.279

20.09

2.60

С6Н14

3.18

-

86

0.037

0.150

12.90

1.67

СН

100.00

-

 

3.15

12.74

   

H2S

-

3.89

34

-

3.89

132.26

17,09

H2

 

80.79

2

-

80.79

161.58

20.88

О2

-

0.17

32

-

0.17

5.44

0.70

N2

-

1.93

28

-

1.93

54.04

6.98

С02

-

0.18

44

-

0.17

7.48

0.97

СО

-

0.30

28

-

0.29

8.12

1.05

   

87.26

   

100.00

773.658

100.00

Для расчета используются следующие формулы:

Пример:

- для метана СH4:  % об;

;

 % масс

6.1.2. Жидкое топливо.

Рабочая масса жидкого топлива выражается в % масс:

CP+HP+OP+NP+SP+AP+WP=100%

где

CP, HP, OP, NP, SP химические компоненты (элементы):

углерод, водород, кислород, азот, сера в топливе:

Ар, Wр - негорючие минеральные примеси в виде золы и влаги соответственно.

Пример:

По результатам анализа пробы жидкого топлива определены:

- относительная плотность : ;

- содержание серы S:                                                            Sр = 2.10 % масс;

- содержание воды W;                                                          Wр = 0.2% масс;

- содержание азота N;                                                           Np = 0.35 % масс;

- содержание кислорода O;                                                 Op = 0.35 % масс;

- содержание золы А;                                                           Аp = 0.05 % масс.

Содержание водорода Hр % масс в жидком топливе определяется по формуле:

HP26-15[ρ420+5 (0.001828-0.00132ρ420)]

HP26-15[0.952+5 (0.001828-0.00132·0.952)] =11.67711.68

Содержание углерода (Сp, % масс) определяется из уравнения:

CP=100-(HP+OP+NP+SP+AP+WP) =100-(11.68+2.10+0.35+0.35+0.05+0.2) =85.27 %масс.

6.1.3. Комбинированное топливо (совместное сжигание жидкого и газообразного топлива).

При совместном сжигании жидкого и газообразного топлив элементарный состав рабочей смеси определяется по формуле:

где

,  - массы химических элементов,

CP, HP, OP, NP, SP, AP - в жидком и газообразном топливах, % масс,

Вж, Bг - соответственно расход жидкого и газообразного топлив, кг/час.

Пример:

В печи П - I установки ABT - I сжигается 400 кг/час жидкого топлива и 600 кг/час газообразного топлива. Элементарный состав газообразного топлива соответствует данным, приведенным в табл.6.2. Элементарный состав жидкого топлива соответствует дан­ным, приведенным в разделе 6.1.2. В табл. 6.5 приведены резуль­таты расчета элементарного состава комбинированного топлива.

Таблица 6.5

Вид

топлива

В - Расход

топлива

на печь кг/час

Элементарный состав, % масс

Ср

HР

OР

Sp

Np

Аp

Газообразное

600

(Вг)

42.80

32.12

2.03

16.08

6.97

-

Жидкое

400

(Вж)

85.27

11.68

0.35

2.10

0.35

0.05

Смешанное (комбинированное)

1000

(В)

59.78

23.944

1.358

10.504

4.322

0.02

Порядок расчета:

 % масс

% масс

% масс

% масс

% масс

% масс

________________

Σ = 100 %

6.2. Расчет объема дымовых газов и выбросов вредных веществ в атмосферу.

6.2.1. Объем дымовых газов, образующихся при сжигании топ­лива в печах, рассчитывается на основе анализа сухих дымовых га­зов, отходящих из печи.

Дымовые газы состоят из сухих газов, куда входят: азот, кислород, водород, окислы углерода, окислы азота, окислы серы, несгоревшие углеводороды и водяные пары, образующиеся за счет водорода в топливе, и пара, идущего на распыл жидкого топлива.

Состав отходящих сухих дымовых газов определяется физико-химическими методами анализа.

Пример:

Определяемые компоненты:

Содержание азота, N2 % об.                                                                N2 = 78.74 %об.

Содержание кислорода, О2 % об.                                                      О2 = 6.40 % об.

Содержание двуокиси углерода,CО2 % oб.                                     CО2 = 14.28 % об.

Содержание окиси углерода, СО% об.                                             СО = 0.5 % об.

или СО мг/м3                                                                                           СО = 6250 мг/м3

Содержание окислов азота, NOx% об.                                              NOx = 0.02 % об.

или NOx мг/м3                                                                                         NOx = 410.6 мг/м3

Содержание метана CH4 % об.                                                           СH4 = 0.05 % об.

или CH4 мг/м3                                                                                         CH4 = 358.5 мг/м3

Содержание водорода, H2 % об.                                                        H2 = 0.01 % об.

Коэффициент избытка воздуха (α) в дымовых газах определяется по формуле:

Теоретический объем воздуха (Vо, мм3/кг), необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле:

Величины Сp, Нp, Ор, SР принимаются из таблицы 6.5.

Объем сухих дымовых газов (Vсг, мм3/кг), образующихся при сгорании 1 кг топлива, определяется по формуле:

Объем водяных паров (Vвп, мм3/кг), образующихся при полном сгорании 1 кг топлива, определяется по формуле:

Qф - расход пара на распыл жидкого топлив а принимается 0.5 кг на 1 кг жидкого топлива.

Влажность дымовых газов (г/мм3 сухих газов) определяется по формуле:

где - 768 - плотность водяных паров, г/мм3.

Полный объем дымовых газов V, мм3/час при количестве сожженного топлива в кг/час определяется по формуле:

V = В (Vсг+Vвп)=1000(15.303 + 2.974)=18277 мм3/час,

В том числе сухих дымовых газов:

.

6.2.2. Выбросы вредных веществ в атмосферу с дымовыми газами (СО, NOx, СН4) при нормальных условиях определяется по формуле:

Ψi=Vсг·Ci·ρi·10-2, кг/час,

где

Ci - концентрация СО, NOx, СH4 в сухих дымовых газах в % об.

ρi - плотности соответствующего компонента (СО, NOx, СH4) принимаются как величины постоянные:

ρсо = 1.25 кг/мм3; = 2.053 кг/мм3; = 0.717 кг/мм3

Пересчет объема дымовых газов на температурные условия га­зового потока в устье дымовой трубы производится по формуле:

где

t - температура дымовых газов в устье дымовой трубы (для примера принимается 300°C)*,

Р - атмосферное давление в день замера (для примера 750 мм рт.ст.),

Скорость истечения дымовых газов (W, м/с) из устья дымовой трубы определяется по формуле:

, м/с

где

D - диаметр устья трубы, м, (D=1 м.)

* Примечание:

1. Для металлических труб температура уходящих газов на выходе из трубы может быть принята на 1520 оС ниже температуры ухо­дящих газов в борове печи.

2. Для кирпичных и железобетонных дымовых труб, снижениям температуры в устье дымо­вой трубы можно пренебречь и можно прини­мать равной температуре уходящих газов в борове печи.

ΨCO =15303·0.5·1.25·10-2 = 95.6 кг/час

ΨNOx = 15303·0.02·2.053·10-2 = 6.28 кг/час

= 15303·0.05·0.717·10-2 = 5.49 кг/час

Выброс сернистого ангидрида (SО2, кг/час) определяется по формуле:

= 2·В·Sp·10-2;

где

В - расход топлива, кг/час;

Sp - содержание серы в рабочей массе топлива (по таблице 6,5)

= 2·1000·10.504·10-2 = 210.08 кг/час.

Выброс золы мазутной в пересчете на ванадий определяется по формуле:

Ψv = 10-6·Gv·B г/с, т/г

где

Gv количество ванадия, находящегося в 1 тонне мазута, г/т, может быть рассчитано по формуле:

 г/т

где Ар - содержание золы в мазуте на рабочую массу, %;

В - расход топлива, г/с. (т/г).

Для рассматриваемого примера:

Ψv=10-6·44.44·1=0.044 кг/час

Выброс бенз(а)пирена при отсутствии данных замеров определяется по следующей формуле [9]:

 кг/час

где

Vt - объем выходящих дымовых газов, м3/час;

Кб(а)п - концентрация бенз(а)пирена, которая для газообразного топлива принимается равной 7·10-6мг/м3, для жидкого и комбинированного топлива - 4·10-5мг/м3.

Для рассматриваемого примера:

Wб(а)п = 38858·4·10-5·10-6 = 1,55·10-6 кг/час

Фактическая концентрация вредных веществ (Ciф, мг/м) в условиях выхода дымовых газов из устья дымовой трубы определяется по формуле:

где (ψi) - выбросы вредных веществ (CO, NOx, CH4, SO2, А) со­ответственно, кг/час.

6.2.3. Валовые выбросы вредных веществ в атмосферу с дымовыми газами определяются по формуле:

 тонн/год

где

ПР продолжительность работы печи в часах за год для нашего примера ПР = 8000).

Валовые выбросы вредных веществ:

 тонн/год

 тонн/год

 тонн/год

 тонн/год

 тонн/год

 тонн/год

6.2.4. При наличии статистически обеспеченного ряда измерений [10] могут быть определены удельные нормативы выбросов для компонентного состава используемого топлива, типа, мощности и компоновки горелок по следующей формуле:

где

 - удельный выброс i -го вещества по каждому из j-х измерений.

 т/тонны

В этом случае расчет валового выброса вредных веществ в атмосферу будет определяться по формуле:

Wi = B··106 т/год,

где

В - расход топлива, т/год (период),

Для рассматриваемого примера при условии, что рассчитанные значения выбросов были получены на статистически надежном ряде измерений, можно определить удельные нормативы выбросов () и валовые выбросы за рассматриваемый период (G) (при В=1000 тонн).

 г/тонну

 т/период

 г/тонну

 т/период

 г/тонну

 т/период

 г/тонну

 т/период

 г/тонну

т/период

 г/тонну

 т/период


Литература

1. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна, Л., "Недра", 1977,

2. Методические указания по Расчету валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии. (РД-17-86) . Казань, 1987,

3. Эрих В.Н. Технический анализ нефтепродуктов и газа, Л., "Химия", 1975.

4. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) М., "Энергия", 1973.

5. ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера, Метол оп­ределения скорости газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

6. ГОСТ 17.2.4.07-90 Охрана природы. Атмосфера, Метол оп­ределения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

7. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л., Гидрометеоиздат,1987.

8. Перечень методик по определению концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенный к применению. С.Пб.,1994.

9. Инвентаризация источников выбросов бенз(а)пирена на Туапсинском НПЗ. Казань, ВНИИУС, 1991.

10. ОНД-90.. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С.-Пб., ДНТП, 1991.

Содержание

1. Введение

2. Ссыпка на нормативные документы

3. Общие положения

4.                Подготовительные работы. Отбор проб дымовых газов

5.                Методы и средства измерений

6. Обработка результатов измерений

6.1.Расчет элементарного состава топлива

6.1.1. Газообразное топливо

6. 1.2. Жидкое топливо

6.1.3. Комбинированное топлива

6.2.Расчет объема дымовых газов и выбросов вредных веществ в атмосферу

Литература


ПРИЛОЖЕНИЕ

Результаты обследования выбросов вредных веществ в атмосферу от трубчатых печей.

Установка

Индекс

печи

Общий

расход

топлива,

т/час

расход

топлива,

т/ч

Газообразное топливо

Компонентный состав, % масс

Элементарный состав, %

масс

                                       

CH4

С2Н4

С2Н6

C3Hб

С3Н8

C4H8

С4Н10

C5H12

C6Hl4

Н2

H2S

О2

n2

СО

СО2

Ср

Нр

Sp

Ор

Np

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

                                               

продолжение таблицы

Жидкое топливо

элементарный состав смеси топлив,

% масс

Расход

топлива,

т/час

Плотность,

содержание

серы

S, % масс

Содержание

воды

W, % масс

содержание

золы,

% масс

элементарный состав, % масс

Cр

Нр

Sp

Ор

Np

Ср

Нр

Sp

Ор

Np

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

                             
                                                                     


продолжение таблицы

Состав сухих дымовых газов

ко-

эф-

фи-

ци-

ент

из-

быт-

ка воз-

ду-

ха,

α

тео-

ре-

ти-

чес-кий объ-

ем

воз-духа

Vс

нм3/ кг

объ-

ем су-хих ды-

мо-

вых

га-зов

vcг

нм3/ кг

объ-

ем во-дя­ных

па-

ров

Vвп

нм3/

кг

объ-

ем про-

дук тов

сго-

ра-

ния

нм3/

кг

пол-

ный

объ-

ем су-

хих

ды-

мо-вых

га-

зов

Vсг

нм3/ час

пол-

ный объ-

ем про-

дук-

тов

сго-ра-

ния

Vпс

нм3/ час

расход топлива т/год

характеристика источника

Н2

%об

О2

%об

N2

%об

СО2

%об

СО

СН4

NOx

мг/н

м3

жид-

ко­го

га-

зо-

об-раз-

ного

продол-жи-тель-

ность

рабо-ты час /год

вы-

со-

та

ды-

мо-

вой

тру

бы,

м

диа-метр

устья, м

тем-пе-ра

ту-

ра

га-

зов

в уст ье,

°С

объем

газов

и

t oC ух

м3/ с

ско-

рость

ис-

тече

ния

м/с

влаж-

ность

газа

ан

сухие га­зы, г/н м3

%

об

мг/

нм3

%

об

мг/

нм3

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

                                                 

продолжение таблицы

Выбросы вредных веществ

СО

СН4

SО2

NOx

зола мазутная

бенз(а)пирен

г/с

т/год

г/с

т/год

г/с

т/год

г/с

т/год

г/с

т/год

г/с

т/год

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

                       

Download