2. Некоторые вопросы прикладной экологии.

2.1. Основные загрязнения атмосферы и её защиты.

Сжигание органического топлива – основного поставщика энергии для современного общества является основным загрязнителем атмосферы. При сжигании различных органических ископаемых топлив (твердые, жидкие, газообразные) происходит выделение продуктов сгорания, выбрасываемых в окружающую среду, неизбежно загрязняя её.

Основными загрязнителями атмосферы, при сжигании органического топлива в котельных являются:

- твердые частицы (сажа, пыль, зола) содержащие тяжёлые металлы образуются при сжигании твердого топлива (горючие сланцы, торф, бурый и каменный уголь, антрацит) и в меньшей степени жидкого топлива (мазута, солярки);

- оксиды серы в пересчете на SO₂ (сернистый ангидрид) - составляющая отходов при сжигании твердого и жидкого топлива;

- оксиды углерода СО₂ , СО так же образуются при сжигании всех видов органического топлива. СО – угарный газ продукт неполного сгорания топлива, время нахождения в атмосфере 6 месяцев, окисляться атмосферным кислородом с образованием СО₂ – углекислого газа;

- оксиды азота NO_x образуются при сжигании любого вида топлива;

- пентаксид ванадия V₂O₅ высоко токсичный загрязнитель, образующийся при сжигании жидких потлив. Для сравнения: если показатель относительной агрессивности для оксида углерода принять за 1, то для оксида азота он будет равен 41,1 , а для V₂O₅ 1225 усл.т./т.

- бенз(а)пирен С₂₀Н₁₂ - один из наиболее токсичных выбросов в атмосферу. Может образовываться при неправильном режиме сжигания природного газа (1-10 мкг/100м³) и жидкого топлива (50-100 мкг/100м³).

Установлено, что если уровень загрязнения атмосферного воздуха при сжигании угля принять за 100%, то сжигание мазута дает 60%, а природного газа 20%.

Таблица 1.1

Вредные выбросы при сжигании различных видов топлив

Вредные вещества	Выделение при сжигании топлива			Класс опасности
	твердого	жидкого	газообразного
СО, СО2	+	+	+	4
NO, NO2	+	+	+	2
SO2	+	+	-	3
V2O5	-	+	-	1
Сажа, пыль, зола	+	+	-	3
С20Н12	+	+	+	1

При сжигании топлива в котельной образуется полезная тепловая энергия, расходуемая на человеческие нужды. Основное уравнение теплового баланса котла показывает равенство между количеством тепла вносимого в топку и суммой полезно использованного тепла и всех видов потерь в теплогенераторе: , кДж/кг топл., здесь

- располагаемое количество тепла (потенциальная энергия вносимого в топку в топлива);

- полезно использованное тепло;

- сумма всех потерь, равна:

Q₂ – потери тепла с уходящими газами, основные потери в котельной достигают 20%;

Q₃ – потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (0,2-3%);

Q₄ – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива (0,5-13,5%);

Q₅ – потери тепла в окружающую среду через наружные ограждения котла;

Q₆ – потери тепловой энергии с физической теплотой шлаков и золы.

Уравнение теплового баланса в относительных единицах имеет вид:

100% = q₁+q₂+q₃+q₄+q₅+q₆

Полный расход топлива в час на котельной равен: ;

С учетом механической неполноты сгорания: , кг/ч

здесь: - низшая теплота сгорания топлива за вычетом теплоты парообразования, мДж/м³, мДж/кг (2, стр.16, прил. 2.1 Характеристика топлив);

- коэффициент полезного действия котла.

(Далее приведен расчет выбросов масс загрязнителей для котлоагрегатов производительностью до 30 т/ч или до 20 мВт).

Одной из мер защиты воздушного бассейна является определение зоны рассеивания газообразных веществ и пыли в атмосфере при выбросе через высокие дымовые трубы.

В результате рассеивания происходит снижение максимально возможной концентрации веществ в приземном слое атмосферы и удаление зоны максимального загрязнения.

Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха являются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК).

Содержание загрязняющих веществ принято выражать в мг/м³ воздуха.

Определяющие факторы: H_тр, м ; t _н.в., °С; t_ух.г., °С; рельеф; М, г/с; _в ,м/с.