WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 13 |

З З М 13М, выбi отх где 3 – кпд золоулавливания по региону в среднем в расчетном году. Определяется с учетом ретроспективы, структуры ввода мощностей и достижений научно-технического прогресса (принимаем нормативное минимальное значение 0,98). При расчете выбросов для отдаленной перспективы ориентируются на лучшие мировые образцы золоуловителей.

Количество отходящих оксидов серы, т/год, определяется по формуле:

n SO2 SOM, отх M отхi iгде МSO2 – количество отходящего диоксида серы, отх.

образующегося в котлах электростанций региона, сжигающих данный вид топлива в рассматриваемом году, тыс. т/год, рассчитывается по следующей формуле:

SO2 p M 0,02BS 1SO 1SO, отхi 2 где Sp – содержание серы в топливе на рабочую массу, %, ' – SOдоля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле; '' – доля SOоксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц; 0,02 – коэффициент перевода молекулярной массы серы в молекулярную массу диоксида серы.

Доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, зависит от сети топлива и содержания свободной щелочи в летучей золе.

Ориентировочные значения ' при факельном сжигании различных SOвидов топлива следующие: мазут – 0,02; уголь – 0,1. Доля оксидов серы '', улавливаемых в сухих золоуловителях (электрофильтрах, SOбатарейных циклонах), принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях она зависит в основном от расхода и общей щелочности орошаемой воды и от приведенной сернистости топлива (в среднем она равна 0,1).

Выбросы:

SO2 SO Mвыб 1SO, M отхi где ' – кпд сероулавливающей установки (0,8-0,9 при наличии SOтакой установки или нулю при ее отсутствии).

Оксиды азота, отходящие, тыс. т/год (в пересчете на NО2):

n NO2 NOM, отх M отхi iгде MNO2 – количество отходящих оксидов азота, образующихся отх в котле электростанций региона, сжигающих данный вид топлива в рассматриваемо году, тыс. т/год:

NO2 p M 0,034107 KBQH 1 q4 /10011 1r 23, отхi где К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/г условного топлива; В – расход топлива данного вида, сжигаемого на электростанциях региона в рассматриваемом году, тыс. т/год; QР – Н теплота сгорания (кДж/к i-го вида топлива; 1 – коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (содержание азота в топливе); 2 коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок 2=1, для прямоточных 2=0,85); 3 – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления: при жидком шлакоудалении 3 = 1,4, во всех остальных случаях 3=1; 1 – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку;

2 – коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании), определяется по рисунку 6; r – степень рециркуляции дымовых газов.

Данная формула эмпирическая и дает приближенное значение выбросов оксидов азота и рекомендуется для расчета выбросов энергетических котлов паропроизводительностью более 30 т/ч.

Коэффициент К для котлов паропроизводительностью более 70 т/ч при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также при высокотемпературном сжигании твердого топлива с нагрузками свыше 75% номиниальной определяется по формуле:

K 12Dф / 200 D, где D и Dф – номинальная и фактическая паропроизводительность значения 1 для энергетических котлов, в которых сжигается твердое топливо, определяется по формуле:

Г 1 0,178 0,47N, где NГ – содержание азота на горючую массу в топливе, %.

Рис. 6. График определения значений коэффициента 2:

1 – газ, 2 – мазут, 3 – газ, в – доля воздуха, подаваемого помимо основных горелок Значения коэффициента 1 при номинальной нагрузке и r30% принимаются в соответствии с нижеприведенными данными.

Значения коэффициента 1: при сжигании газа и мазута и вводе газа рециркуляции: в подтопки (при расположении горелок на вертикальных экранах) – 0,002; через шлицы под горелками – 0,015;

по наружному каналу горелок – 0,020; в воздушное дутье – 0,025; в рассечку двух воздушных потоков – 0,030; при высокотем-пературном сжигании твердого топлива и вводе газа рециркуляции: в первичную аэросмесь – 0,010; во вторичный воздух – 0,005.

Выбросы:

m NOx NOx NOx NOx M M, выб отх M отхj jгде m – количество электростанций данного региона, оснащенных установками по разложению оксидов азота в дымовых газах; j – электростанция данного региона, оснащенная установками по разложению оксидов азота в дымовых газах; МNOx – количество отх отходящих оксидов азота, подвергшихся разложению на азот и кислород в дымовых газах на данной электростанции в четном году, тыс. т/год; NOx – эффективность мероприятия по разложению оксидов азота в дымовых газах (до 80%).

Р Е Ш И Т Е З А Д А Ч И Задача 1. В котельной установлено два котла, работающих на подмосковном угле марки Б2Р. Определите объем дымовых газов, а также максимально разовые выбросы золы и оксидов серы, углерода, азота при показателях, приведенных ниже: технические характеристики котла – расчетный расход топлива на один котел – 500 г/с; температура отходящих газов в устье трубы – 150 °С; коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой – 1,75; потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива – 1,00%; потеря тепла от неполноты сгорания топлива - механической – 4,00%, химической – 1,00%; доля твердых частиц, задерживаемых золоуловителем – 0,85; доля оксидов серы, связанных летучей золой в котле – 0,10; доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе котла попутно с улавливанием твердых частиц – 0; низшая теплота сгорания топлива – 11,48 МДж/кг;

коэффициенты, характеризующие: долю потерь теплоты, обусловленную содержанием СО в продуктах сгорания – R=1,0; влияние тепла на выход NO2 – 1=0,9; конструкцию горелок – 2=1,0; вид шлакоудаления – 3=1;

эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий их подачи в топку – 1=1; снижение выбросов NОx при двухступенчатом дожигании – 2=1; степень рециркуляции дымовых газов – r=0; выход оксидов азота, кг/т условного топлива – =5,9.

Таблица 3 – Характеристика топлива (состав угля, %) А S W С Н N О 28,8 4,1 32,8 24,7 3,6 1,0 5,Задача 2. В котельной установлено два котла, работающих на угле.

Определить объем дымовых газов, а также максимально разовые выбросы золы и оксидов серы, углерода, азота при следующих показателях: расчетный расход топлива на один котел – 900 г/с, температура отходящих газов в устье трубы – 155 °С, остальные показатели см. в предыдущей задаче.

Задача 3. В котельной установлен один котел, работающий на угле.

Определите объем дымовых газов, а также максимально разовые выбросы оксидов серы, углерода, азота при следующих показателях:

расход топлива на один котел – 1000 г/с, температура отходящих газов в устье трубы – 145 0С, остальные показатели см. в предыдущей задаче.

Таблица 4 – Характеристика топлива (состав угля, %) А S W С Н N О 29,8 3,1 32,8 24,7 3,6 1,0 5,ГЛАВА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТА И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ Транспорт – один из важнейших элементов материальнотехнической базы общественного производства и необходимое условие функционирования современного индустриального общества, так как с его помощью осуществляется перемещение грузов и пассажиров. Различают гужевой, автомобильный, сельскохозяйственный, железнодорожный, водный, воздушный и трубопроводный транспорт (Владимиров, 1999; Черных, 2003).

В настоящее время земной шар покрыт густой сетью путей сообщения, однако развитие различных видов транспорта, широкое развитие автотрасс привели к многократному увеличению прямого и косвенного воздействия транспорта на окружающую среду. При всем многообразии форм воздействия транспорта на окружающую природную среду их источники можно объединить в две основные группы:

1) транспортные коммуникации (автодороги, железные дороги, аэродромы, трубопроводы), они воздействуют на природную среду прямо, постоянно и длительно;

2) транспортные средства (автомобили, самолеты, суда), которые оказывают кратковременное влияние на природную среду (Малкин, 1992; Корчагин, 1997).

Для размещения транспортных коммуникаций нужны огромные площади земли и объемы воды и воздуха. В России протяженность автодорог превышает 0,5 млн. км. Под железные дороги страны отведено около 1 млн. га земли (10 тыс. км2).

На сегодняшний день автомобильный транспорт – главный загрязнитель атмосферы наших городов. Россия, как и большинство развитых стран мира, словно паутиной окутана сетями оживленных автомобильных трасс (Луканин, Буслаев, Трофименко, 1998;

Экологическое состояние…, 2001).

По литературным данным, в США на 1000 жителей приходится 590 автомобилей, Швеции – 420, Японии – 285, Израиле – 145, Южной Корее – 27, в Китае – 2, в России – 80 автомобилей.

Интенсивность транспортного потока на улицах г. Йошкар-Олы составляет в среднем 840 авт./ч (рис. 7). Наибольшей интенсивностью автопотока характеризуется ул. Машиностроителей (1518,0±49,авт./ч), минимальной – бульвар Чавайна (160,0±14,4 авт./ч) (Соколов, Алябышева, 2007; Мичеева, Алябышева, 2008) (рис. 8).

Рис. 7. Автотранспорт на улицах г. Йошкар-Олы Рис. 8. Изменение интенсивности транспортного потока:

1 – Машиностроителей, 20;, 2 – Эшкинина, 22; 3 – Первомайская, 114; 4 – Красноармейская, 99; 5 – Анциферова, 19;

800 6 – Строителей, 36; 7 – Комсомольская, 121; 8 – Кирова, 9; 9 – Красноармейская, 50;

10 – Первомайская, 101; 11 – Кирова, 13; – Комсомольская, 155; 13 – К. Либкнехта, 71; 14 – Эшкинина, 22; 15 – Первомайская, 164; 16 – К. Либкнехта, 63; 17 – Анциферова, 19; 18 – Мира, 15; 19 – Мира, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 41; 20 – Чавайна, 45.

Районы исследования В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается более 2 млрд. т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды (Новиков, 1998).

Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат около 200 химических соединений (рис. 9):

оксид углерода и углеводороды (бензол, формальдегид, бенз(а)пирен) образуются при неполном сгорании топлива в условиях нехватки кислорода или слишком низких температурах горения, а также при испарении топлива;

оксиды азота образуются при горении топлива; их количество сильно возрастает при повышении температуры сгорания;

а в т./ч сажа выбрасывается преимущественно дизельными, а также газотурбинными двигателями; выброс зависит от типа двигателя, срока эксплуатации и от регулировки системы впрыскивания топлива;

диоксид серы образуется при работе дизельных двигателей, поскольку дизельное топливо содержит серу;

свинец добавляется в бензин в качестве антидетонатора, в год один автомобиль выбрасывает около 1 кг свинца;

при работе автомобиля в атмосферу поступает также резиновая пыль, образующаяся при истирании покрышек.

Рис. 9. Виды воздействия транспортных объектов на окружающую природную среду (по В.Н. Луканину, А.П. Буслаеву, Ю.В. Трофименко, 1998) По данным Управления Роспотребнадзора по Республике Марий Эл (2009) на территории г. Йошкар-Олы объем выбросов от автотранспорта продолжал расти (78% от общего объема выбросов в атмосферу). При этом удельный вес проб с превышением ПДК составил в 2009 г. 3,1% (в 2008 г. – 8,0 %, в 2007 г. – 21,0 %). В жилых зонах, прилегающих к автомагистралям, наблюдалось превышение предельно допустимых концентраций таких загрязняющих веществ, как пыль, оксид углерода, двуокись азота (Государственный доклад…, 2010).

При строительстве и эксплуатации дорог, трубопроводов, аэродромов происходят почворазрушающие процессы: оползни, просадки и особенно дорожная эрозия. Природные комплексы, расположенные вблизи насыпей железных и шоссейных дорог, постепенно трансформируются и деградируют.

Известно, что вдоль автотрасс, железных дорог и выходящих на поверхность нефтегазотрубопроводов почвенный покров загрязняется соединениями свинца, серы, нефтепродуктами и другими веществами.

Приземный слой воздуха вблизи автодорог загрязнен пылью, состоящие из частиц асфальта, резины, металла, свинца и другими веществами, часть которых обладает канцерогенным и мутагенным действием.

Фактором ухудшения качества среды обитания стало шумовое воздействие железнодорожных и шоссейных магистралей.

Неблагоприятное воздействие на людей и других живых организмов оказывают электромагнитные поля, возникающие вдоль магистральных линий электропередач, особенно высоковольтных (Куклев, 2001).

На территории г. Йошкар-Олы уровень шума вблизи автомагистралей составляет 56-71 дБ и превышает ПДУ в 1,1-1,3 раза.

В жилой зоне г. Йошкар-Олы (внутридворовая территория) уровень шума составлял 45,1-52,3 дБ и не превышал ПДУ. Тип конструкции зданий не оказывал существенного влияния на снижение уровня шума (Мичева, Алябышева, 2008) (рис. 10).

Рис. 10. Уровень шума на территории г. Йошкар-Олы:

1 – Машиностроителей, 20; 2 – Эшкинина, 22;

3 – Первомайская, 114; 4 – Красноармейская, 99;

5 – Анциферова, 19; 6 – Строителей, 36; 7 – ПДУ Комсомольская, 121; 8 – Кирова, 9; 9 – Красноармейская, 50; 10 – Первомайская, 101; – Кирова, 13; 12 – Комсомольская, 155; 13 – К.

Либкнехта, 71; 14 – Эшкинина, 22; 15 – Первомайская, 164; 16 – К. Либкнехта, 63; 17 – Анциферова, 19; 18 – Мира, 15; 19 – Мира, 41, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 – Чавайна, 45.

Районы исследования Приоритетными направлениями снижения загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом являются:

д Б применение новых видов автотранспорта, минимально загрязняющих окружающую среду (например, электромобиль);

рациональная организация и управление транспортными потоками;

использование более качественных или экологически чистых видов топлива (например, газ);

применение совершенных систем – катализаторов топлива и систем шумоглушения – глушителей шума.

К технологическим мероприятиям по снижению выбросов автотранспорта относятся замена топлива и двигателя;

совершенствование рабочего процесса двигателя; техническое обслуживание.

В условиях города двигатель автомобиля работает 30% времени на холостом ходу, 30-40% – с постоянной нагрузкой, 20-25% – в режиме разгона и 10-15% – в режиме торможения. При этом на холостом ходу автомобиль выбрасывает 5-7% оксида углерода к объему всего выхлопа, а в процессе движения с постоянной нагрузкой – только 1,02,5%. Условия, приближенные к работе под высокой нагрузкой, могут быть созданы путем увеличения числа передач или более частого переключения передач на оптимальный режим с помощью компьютера. Другим вариантом решения является использование вариаторов. Для каждого вида ДВС при прочих равных условиях объем загрязняющих веществ, выделяемых в атмосферу, пропорционален расходу топлива. Поэтому экономия топлива означает сокращение выброса токсичных примесей в атмосферу.

В качестве комбинированного топлива наиболее употребительны смеси на основе бензина и спиртов. В Бразилии широко эксплуатируются автомобили, использующие в качестве топлива чистые спирты, их эксплуатация показала, что в отработавших газах резко снижено содержание оксидов азота и углеводородов. Введение спирта способствует повышению октанового числа при одновременном снижении содержания в отработавших газах оксидов азота и углеводородов.

При использовании пропан-бутановой смеси в отработавших газах в 4-10 раз снижается концентрация оксида углерода. В Канаде, Италии и США автомобили активно переводятся на использование природного газа. В отработавших газах резко снижается содержание сажи, оксида углерода и ряда органических соединений.

В качестве перспективных топлив могут быть использованы также аммиак и водород, причем водород особенно перспективен с экологической точки зрения, так как при его сгорании образуются преимущественно пары воды.

Для очистки отработавших газов от бензиновых двигателей чаще всего применяют платинопалладиевые и платинородиевые катализаторы. В последнее время внедряются и более сложные составы, содержащие платину, родий, палладий и цирконий на гранулированном оксиде алюминия.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 13 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.