5 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с учетом первичных мероприятий по снижению выбросов оксидов азота

5.1 Выбросы во время сжигания угля

5.1.1 Валовый выброс оксидов азота

Обобщенный показатель эмиссии окислов азота k_NOx находится согласно формуле (5.1.1.1):

, г/ГДж, (5.1.1.1)

где: (k_NOx)₀ – показатель эмиссии окислов азота без учета мероприятий по уменьшению выбросов, г/ГДж;

f_н - степень уменьшения выброса NOx во время работы на низкой нагрузке;

- эффективность первичных (режимно - технологических) мероприятий сокращения выбросов;

- эффективность вторичных мероприятий (азотоочисной установки);

β - коэффициент работы азотоочисной установки.

Показатель эмиссии окислов азота каменного угля без учета мероприятий по уменьшению выбросов (k_NOx)₀ составляет 420 г/ГДж (таблица Д.5 приложение Д) [1]. Как видно из таблицы Д.6 (приложение Д) [1], соответствующий эмпирический коэффициент для расчета степени снижения выбросов NO_x во время работы на низкой нагрузке z = 1,15. В соответствии с начальными данными и согласно таблице (Д.7 приложение Д) [1] эффективность первичных мероприятий по уменьшению выбросов окислов азота η_I составляет 0,3. На энергетической установке есть азотоулавливающее оборудование, эффективность которого η_II равна 0,5 и коэффициент работы β равен 0,99 (таблица Д.8 приложение Д) [1]. Показатель эмиссии k_NOx окислов азота:

, г/ГДж.

Валовые выбросы окислов азота Е_NOx за отчетный период равняются согласно формуле (5.1.1.2):

, (5.1.1.2)

где :E_ji – валовый выброс j-того загрязняющего вещества во время сжигания i-го топлива за промежуток времени P, т;

k_ji – показатель эмиссии j-го загрязняющего вещества для i-го топлива, г/ГДж;

B_i – расход i-го топлива за промежуток времени P, т;

– низшая рабочая теплота сгорания i-го топлива, МДж/кг.

Тогда по формуле (2.1.1.2) валовый выброс:

т.

5.2 Выбросы во время сжигания мазута

5.2.1 Валовые выбросы окислов азота

Показатель эмиссии окислов азота (k_NOx)₀ без учета первичных мероприятий согласно данным таблицы Д.5 (приложение Д) [1] равняется 200 г/ГДж. В соответствии с начальными данными и согласно таблице Д.7 (приложение Д) [1] эффективность первичных мероприятий по уменьшению выбросов окислов азота η_I составляет 0.3. Эмпирический коэффициент z равняется 1,25 (таблица Д.6 приложения Д) [1]. Показатель эмиссии (k_NOx)₀ окислов азота:

г/ГДж.

Валовый выброс оксидов азота Е_NOx за отчётный период равняется:

т.

5.3 Выбросы во время сжигания природного газа

5.3.1 Валовые выбросы окислов азота

Показатель эмиссии окислов азота (k_NOx)₀ без учета первичных мероприятий согласно данным таблицы Д.5 (приложение Д)[1] равняется 150 г/ГДж. В таблице Д.6 (дополнение Д)[1] эмпирический коэффициент z для природного газа составляет 1,25. В соответствии с выходными данными и согласно таблице Д.7 (дополнение Д) [1] эффективность первичных мероприятий уменьшения выбросов окислов азота η_I составляет 0,3. Эффективность η_II и коэффициент работы β равняются 0,5 и 0,99 соответственно. Показатель эмиссии (k_NOx)₀ окислов азота:

г/ГДж.

Валовый выброс окислов азота находится по формуле (2.1.1.2):

т.

В таблице 5.1 приведены значения выбросов всего рассмотренного спектра загрязняющих веществ относительно каждого топлива и в общем.

Таблица 5.1 - Валовые выбросы, т, загрязняющих веществ

Выброс	Уголь	Мазут	Природный газ	Всего
1	2	3	4	5
SO2	29564,35	4495,6	0	34059,95
NOX	1703,2	100,25	76,2	1879,65
CO	209,9	35,6	40,85	286,35
CO2	2022543,6	182785	144340,6	2349669,2
Твёрдые частицы	2380,8	4,41	0	2385,21
Pb	1,657	0	0	1,657
Hg	0,147	0	0	0,147
Cr	1,62	0	0	1,62
Ni	1,234	0	0	1,234
Cu	1,086	0	0	1,086
Zn	3,867	0	0	3,876
As	1,381	0	0	1,381
V2O5	0	2,68	0	2,68
N2O	25,8	1,42	0,24	27,46
CH4	18,4	7,1	2,4	27,9
Расход топлива, (т у.п.)	2056459,042	187435,06	144464,29	2388358,392

Рассчитав выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от энергоблока двумя способами – с учетом сооружений предназначенных для улавливания окисла азота и без их учета видно, что полученные конечные результаты по выбросам загрязняющих веществ в первом случае значительно превышают результаты, полученные во втором случае. Поэтому в энергоблоке с котлом предназначенным для факельного сжигания угля с жидким шлакоудалением целесообразно использовать двухступенчатую установку с аммиачным способом очистки для улавливания окисла азота.

заключение

В данном курсовом проекте были осуществлены расчеты выбросов загрязняющих веществ с энергоблока тепловых электростанций, работающих с котлом предназначенным для факельного сжигания угля с жидким шлакоудалением. Кроме того, в курсовом проекте приведена оценка эффективности мероприятий по снижению выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от энергоблока ТЭС.

В результате проведенных расчетов, выяснили, что для очищения газов от окисла азота необходимо использовать двухступенчатую установку с аммиачным способом очистки.

Современное развитие теплоэнергетики и методов очистки дымовых газов позволяют значительно уменьшить воздействие ТЭС на окружающую среду.

Так, в курсовом проекте, после выбора азотоулавливающей установки, мною был проведен перерасчет по выбросам в атмосферу от энергоблока выбросов NO_x. Видно значительные сокращения объемов выбросов оксидов азота: при сжигании угля валовый выброс сократился с 3374,2 т до 1703,2 т; мазута – с 198,5 до 100,25 т. и природного газа – с 151 до 76,2 т.

Если же посмотреть по общим выбросам NO_x, то их объемы сократились на 50%.

Основными недостатками используемого способа заключается в его громоздкости и экономическими затратами. Несмотря на сложность, капиталоемкость и высокие капитальные расходы этот способ является достаточно эффективным для очистки от оксидов азота в данном случае. [5]

Экологическая безопасность атмосферы, минимизация выбросов загрязняющих веществ может быть обеспечена использованием методов обезвреживания загрязнителей или использованием безотходных технологий. К этим методам относятся следующие мероприятия: отстаивание, фильтрация, коагуляция, магнитный метод, ультразвуковой метод, адсорбция, абсорбция, экстракция, десорбция, ионный обмен, концентрирование, метод образования осадков, окисление химическими реагентами, электрохимическое очищение.

Влияние «предприятие – окружающая среда» обратно. То есть не только предприятие влияет на окружающую среду, но и сама среда влияет на деятельность предприятия. Необходимо рационально использовать ресурсы и очищать вредные выбросы, чтобы минимизировать убыток от деятельности предприятия. Но в то же время не стоит размещать на одной местности много опасных производств, это может привести к экологической катастрофе в случае аварии.

Опасность для населения и природной среды Украины ТЭС и ТЭЦ обусловлена наличием в выбросах таких химически вредных веществ, как оксиды серы (около 70% выбросов по Украине), оксидов азота (около 50% выбросов по Украине), оксид углерода, зола, отдельные канцерогенные вещества (бенз(а)пирен, оксид ванадия, высокомолекулярные органические соединения), тяжелые металлы.

Кардинальным путем снижения влияния теплоэнергетики на атмосферу является переход к новым способам сжигания топлива. Стремительное развитие получают теплоэнергетические установки на основе внутрициклической газификации угля и сжигание топлива в кипящем слое. Эти процессы сжигания отличаются высоким уровнем связывания серы топлива и низкими выбросами оксидов азота, что позволяет часто обходиться без дополнительного очищения дымовых газов.

перечень ссылок

1. ГКД 34.02.305-2002. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от энергетических установок. Методика определения. – Действительный от 01.07.02. – К.: КВИЦ, 2002. – 44 с.

2. Зубик С.В. Техноэкология: Источники загрязнения, защита окружающей среды: Учебное пособие. / С.В.Зубик. – Львов.: Орияна-Новая, 2007. – 400 с.

3. Калверт С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Пер. с англ. / С. Калверт, Г.М. Инглунд. – М.: Металлургия, 1988. Ч!. – 758 с.; Ч.2 – 711 с.

4. Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающей среды: Учебник. / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. – М.: Химия, 1989. – 512 с.

5. Носков А.С.; Савинкина М.А., Анищенко Л.Я. Воздействие ТЭС на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба/ Ин-т катализа СО АН СССР, Ин-т химии твердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР, ГПНТБ СО АН СССР – Новосибирск. Изд. ГПНТБ СО АН СССР, 1990.

6. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики: Аналит. обзор / СО РАН. ГПНТБ, Ин-т катализа им. К.Г. Борескова; Отв. Ред. Чл.-кор. РАН В.Н. Пармон. – Новосибирск, 1996. – 156 с. – (Сер. «Экология». Вып. 40).

7. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред. В.Я. Гиршфельда. – М: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.