Шевляков (Анализ уровня загрязнения атмосферы вредными выбросами Хабаровской ТЭЦ-1 и разработка воздухоохранных мероприятий), страница 9

Нормы ПДВ по оксидам азота для новых котлоагрегатов,

эксплуатируемых в Японии

В нашей стране отсутствует общероссийские нормы ПДВ по оксидам азота, но для каждой котельной в соответствии с ГОСТ 17.2.3.02­78 устанавливаются свои нормативы ПДВ как по NO₂ так и по другим веществам. Это связано с тем, что мероприятия по сокращению выбросов токсичных оксидов азота требуют модернизации действующих горелок или топочных устройств, что повышает КПД котлов и их экологическую безопасность работы[18].

Расчёт ПДВ продуктов сгорания отопительных котлов и котельных в целом производится по формуле:

(9.1)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы.

Значения коэффициента А, соответствующие неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимаются равными по рекомендациям:

а) 250 – для районов южнее 40⁰ с. ш., Бурятии и Читинской области;

б) 200 – для Европейской территории РФ: для районов южнее 50⁰ с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории России: для Казахстана, Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии[18];

в) 180 – для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52⁰ с. ш.;

г) 160 – для Европейской территории РФ и Урала севернее 52⁰ с. ш.;

д)140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

Значения безразмерного коэффициента F принимаются:

а) для газообразных вредных веществ (скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) – 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей, при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % – 2; от 75 до 90% – 2.5; менее 75 % и при отсутствии очистки – 3.

m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f и :

; (9.2)

; (9.3)

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам:

, при ; (9.4)

, при .

Коэффициент n определяется в зависимости от по формулам: при,

;

при .

– безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; Н – высота источника выброса (дымовой трубы) над уровнем земли, м; V₁ – расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле[22]:

(9.5)

где D – диаметр устья источника выброса, м; ω₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с;

– разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в.

При определении значения следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в, равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г– по действующим для данного производства технологическим нормативам[18].

– величина фоновой концентрации вредного вещества, принимаемая в долях ПДК (от 0,1 до 0,4 ПДК). Производится расчет ПДВ для всех загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу при сжигании топлива в котле, т.е. твердых частиц, диоксида серы, оксида углерода и оксидов азота.

υ_m

υ_m≥2 , n=1

f =

m =

ПДВ_mв = г/с

ПДВ_SO2 = г/с

ПДВ_CO = г/с

ПДВ_NO2 = г/с

Результаты расчёта уровня загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами вредных веществ котлоагрегата представлены в таблице 9.3.

Таблица 9.3

Результаты расчётов ПДВ и фактических выбросов

10 Разработка воздухоохранных мероприятий по снижению валовых вредных выбросов из паровых котлов, включая очистку дымовых газов

Величина выброса загрязняющих атмосферу веществ в основном определяется наличием на промышленных предприятиях пылегазоочистного оборудования. Системами газоочистки и пылеулавливания ежегодно обезвреживается лишь 30 % вредных примесей, основную часть которых составляют твёрдые вещества (сажа, зола, пыль). К сожалению, этого недостаточно для обеспечения необходимых санитарных норм по качеству атмосферного воздуха. Наиболее эффективна и целесообразна очистка дымовых газов в отопительных котельных для улавливания твердых частиц (золы, сажи). В стадии опытно­промышленного внедрения находятся способы очистки продуктов сгорания от оксидов азота и серы, и других вредных примесей. Необходимо отметить, что очистку выбросов от оксидов азота рекомендуется применять в крайних случаях на завершающем этапе, после использования всех имеющихся теплотехнических способов подавления образования NO_х. Потому как затраты на очистку дымовых газов, как минимум на 1­2 порядка выше стоимости любого теплотехнического метода сокращения выбросов оксидов азота [19].

Очистка продуктов сгорания от золы производится в том случае, когда

,

где А^р – зольность топлива, %; В – максимальный часовой расход топлива, кг. В качестве золоуловителей следует использовать:

– блоки циклонов ЦКТИ или НИИОГаз – при объеме уходящих газов от 6000 до 20 000 м³/ч с коэффициентом очистки не менее 85…90 %;

– батарейные циклоны – при объеме уходящих газов от 15 000 до 150 000 м³/ч (в отопительных котельных с количеством котлов более 5). Коэффициент очистки должен быть не ниже 85…92 %.

В то же время все отопительные котельные, работающие на твердом топливе, должны быть оборудованы системой пыле­ и газоочистки.

На крупных ТЭЦ применяются современные системы очистки с использованием тканевых фильтров из температуростойких материалов и скрубберов (мокрых пылеуловителей), способных улавливать частицы размером от 0,5 мкм с КПД равным 70…90 %, а также высокотемпературных электрофильтров с КПД составляющим 97,5…99,9 %. Практическое использование высокотемпературных электрофильтров в котельных предприятий экономически невыгодно и трудно осуществимо, а два других способа очистки вредных выбросов вполне доступны.

Необходимо добавить, что к настоящему времени известно более 100 методов только мокрой сероочистки с получением элементарной серы, сульфатных и сульфидных солей. Степень очистки может достигать 86…95 %. Но использование даже самого дешевого известкового способа очистки выбросов увеличивает затраты в малых котельных на 15…20 % [19].

Сокращения количества содержания серы в топочных газах может достигаться различными способами:

- использованием малосернистых углей,

- предварительным удалением серы из угля,

- уменьшением количества серы, выделяющейся в газовую фазу при горении (связывание серы, например, в сульфат кальция),

- удалением серы из топочных газов,

- предварительной переработкой нефти, угля, сланца в жидкое или газообразное горючее (с удалением серы).

Так как в мировой практике очень широко применяются способы очистки с предварительным удалением серы из топлива и из топочных газов, то этим методам и уделяется наибольшее внимание.