Диплом (1203686), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Механизмы образования золы твердого топлива при горении

Основная часть минеральной составляющей топлива в процессе сжигания превращается в летучую золу, уносимую дымовыми газами. Зольность отечественных углей находится в широких пределах (10-55 %). В соответствии с этим и изменяется запылённость дымовых газов в пределах 60-70 г/ .

Химический состав золы твердого топлива достаточно разнообразен. Обычно в состав золы входит: оксид кремния, алюминий, титан, калий, натрий, железо, кальций и магний. Кальций в золе присутствует в виде свободного оксида или составе силикатов и сульфатов. От содержания оксида кальция в золе зависит токсичность твердого топлива.

Физико-химические свойства золы (плотность, химический состав, слипаемость, дисперсионный состав, электрическое сопротивление, абразивность) определяет эффективность работы газоочистных установок. Так, к примеру, при высоком содержании оксидов кальция в золе, невозможна работа мокрых золоуловителей из-за цементации золы. А слипаемость золы имеет существенное значение для работы инерционных золоуловителей.

Масштаб загрязнения окружающей среды выбросами золы твердого топлива значителен. Так, для электростанции мощностью 2400 МВт при средней зольность топлива = 17-20 % массовый выброс летучей золы через дымовые трубы составляет 700 г/с (2,5 т/ч). В отличии от газовых компонентов, которые в процессе диффузии распространяется как на нижние, так и на верхнее слои атмосферы, вследствие чего их концентрация в приземном слое значительно снижается, золовые частицы в основном оседают на землю.

Твердые частицы, превышающие размер 2-5 мкм, отделяются в верхний дыхательных путях и, следовательно, не слишком опасны. Однако иногда эти частицы могут оказывать большое разрушающее действие, чем мелкие. При попадании в глаза крупные частицы могут вызвать сильное раздражение и даже ожог. Частицы меньшого размера поступают внутрь дыхательного тракта, накапливаются в лимфатических узлах и могут привести и могут привезти к отложениям пыли в легких. Кроме общего отрицательного эффекта загрязнения приземного воздуха и поверхности земли твердыми частицами, вредных для дыхательных путей, в золе топлив содержаться в малых дозах примеси металлов, обладающих высокой токсичностью, например, мышьяка, свинца, ртути и других металлов. В табл. 2.7 указаны диапазоны концентрации основных вредных веществ в дымовых газах при сжигании угля и других видов топлива для сравнения.В основном процесс образования перечисленных вредных веществ в основном происходит в зоне активного горения топлива. В редких случаях возможно затягивание процесса горения в горизонтальной и отчасти даже отпускной газоходы, где происходит дожигание продуктов неполного горения, таких как ПАУ и СО. В конвективном газоходе также происходит ряд процессов, оказывающих влияние на состав продуктов сгорания в уходящих из котла казах. Их можно условно можно разделить на две группы.

Первая группа – это конверсия отдельных продуктов сгорания в другие за счет окислительных и каталитических реакций:

;

;

;

.

Таблица 2.7

Концентрация загрязняющих веществ в продуктах сгорания при сжигании различных видов топлива в котлах

Вторая группа – это осаждение на поверхности нагрева и реагирование с металлом труб [14].

Все процессы сильно зависят от химического состава минеральной части топлива в основном в образовании отложений на поверхностях нагрева участвуют твердые частицы, ПАУ и триоксид серы. Следует отметить, что при проведения периодических очисток конвективных поверхностей во время работы котлов (дробеочистка, газоимпульсная очистка) происходит резкое увеличение содержания данных веществ в уходящих газах. Окончательный процесс образования и конверсии вредных веществ практически завершается на выходе из котла.

1. Расчет выбросов загрязняющих веществ с дымовыми газами котлоагрегата

Выбросы вредных веществ рассчитываются по формуле [15]:

, (2.1)

где - расход топлива, г/с;

- зольность топлива, %;

- коэффициент, характеризующий долю золы топлива в уносе;

- доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителе. =0, так как золоуловители отсутствуют.

Секундный выброс золы составляет:

= 1,21 г/с

Годовой выброс золы, при работе котельной весь отопительный сезон

(7 месяцев), составит:

= 1,21 18,14 = 21,95 т/год

Расчет выбросов оксидов серы с продуктами сгорания топлива

Выбросы оксидов серы в пересчете на диоксид серы с дымовыми газами котла в единицу времени рассчитываются по формуле:

, (2.2)

содержание серы в топливе, %

доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива (для углей – 0,1);

доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе.

Секундный выброс диоксида серы составляет:

= 0,16 г/с

Годовой выброс диоксида серы, составит:

= 0,28 18,14 = 5,08 т/год

Расчет выбросов газа с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени рассчитываются по формуле:

(1 - ), (2.3)

низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива, кг/ГДж;

потери теплоты вследствие механической неполноты горения топлива, %

Секундный выброс оксида углерода составляет:

(1 - ) = 0,406 г/с

Годовой выброс оксида углерода, составит:

= 0,406 18,14 = 7,36 т/год

Расчет выбросов оксида азота с продуктами сгорания топлива

Количество оксидов азота (в пересчете на ), выбрасываемых в единицу времени, рассчитывается по формуле:

(1 -), (2.4)

- параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж, принимается в зависимости от теплопроизводительности котла и вида топлива, сжигаемого в топке котлоагрегата;

 - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения специальных технических решений.

Секундный выброс диоксида азота составляет:

(1 - 0) = 0,04 г/с

Годовой выброс оксида углерода, составит:

= 0,007 18,14 = 0,127 т/год

Для удобства полученные данные занесем в табл. 2.4

Таблица 2.4

Результаты расчетов выбросов вредных веществ

1. Расчет ПДВ в атмосферу из котлоагрегата и сравнение с фактическими выбросами

ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, чтобы выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создавали приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02–78).

ПДВ (г/с) должны устанавливаться для времени года и нагрузки, сочетание которых дает максимальные приземные концентрации.

Значение ПДВ (г/с) рассчитывается по формуле [15].

, (2.5)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, принимается по данным ОНД-86, для Дальнего Востока принимается равным 200.

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседание вредных веществ в атмосферном воздухе, принимается по ОНД-86, при отсутствии отчистки принимается равным 3.

- безразмерный коэффициент учитывающий влияние рельефа местности, принимается равным 1.

- максимально разовая предельно допустимая концентрация i-го вредного вещества.

- величина фоновой концентрации вредного вещества, принимаемая в долях ПДК (0,1 до 0,4 ПДК)

m,n - коэффициенты учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из дымовой трубы, m-зависит от f, n-зависит от .

Характеристики

Список файлов ВКР