Диплом (1203686), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

f рассчитывается по формуле:

, (2.6)

где Н - высота источника над уровнем земли (15 м),

- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из дымовой трубы, м/с. Принимаем равным 6 м/с.

D - диаметр устья источника выброса (1,5м).

∆T - разность между температурой выбросов газовоздушной смеси и температурной окружающего атмосферного воздуха, причем температура окружающего атмосферного воздуха принимается равной температуре наиболее жаркого месяца.

∆T= = 210 25,7 = 184,3 ℃.

Подставим все значения в формулу:

= 1,3

рассчитывается по формуле:

, (2.7)

где расход газовоздушной смеси из устья дымовой трубы, определяется по формуле

= 6 =10,6 м/с

Следовательно будет равно:

= 7,1 м/с

Коэффициент m можно определить по рис.2.1

Рисунок 2.1 График зависимости коэффициентов и

На графике видно, что m равно 0,9

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от по формуле:

n=1 при 2

Для расчета ПДВ нам понадобится значение фоновой концентрации и ПДК вредных веществ, все значения представлены в табл. 2.5

Таблица 2.5

Фоновое содержание вредных веществ и их ПДК

Рассчитаем ПДВ всех вредных веществ:

= = 0,38 г/с

За год работы котельной ПДВ твердых веществ (золы) составит:

= 0,38 = 6,9 т/год

Рассчитаем ПДВ диоксида серы:

= = 0,18 г/с

За год работы котельной ПДВ диоксида серы составит:

= = 3,3 т/год

Рассчитаем ПДВ оксида углерода:

= = 9,4 г/с

За год работы котельной ПДВ оксида углерода составит:

= = 170,5 т/год

Рассчитаем ПДВ диоксида азота:

= = 0,03 г/с

За год работы котельной ПДВ оксида углерода составит:

= = 0,54 т/год

Произведем анализ выполненных расчетов фактических выбросов загрязняющих веществ (максимально разовых) и предельно допустимых (ПДВ). Для удобства все результаты расчетов приведем в табл. 2.6

Таблица 2.6.

Результаты расчетов ПДВ и фактических выбросов

На основание сравнительного анализа, можно сказать, что необходимо снизить выбросы твердых частиц и оксида азота. Для превышающих ПДК, вредных веществ, ниже предложены воздухоохранные мероприятия по снижению их выбросов из котлов, включаю очистку дымовых газов или теплотехнические методы, не требующих больших расходов.

1. Разработка экологических мероприятий по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу

1. Анализ методов снижения образования оксидов азота при сжигании низкосортных углей в топках котлов

В настоящее время, когда доля твердого топлива в топливно-энергетического балансе страны неуклонно возрастает, особенно большое значение приобретает исследования, связанные с уменьшение вредного влияния выбросов котельных агрегатов на атмосферном воздухе.

Наибольшее затруднения вызывает решение проблемы сокращения выбросов оксидов азота , поскольку они содержаться в дымовых газах в достаточном количестве даже при нормальном режиме горения топлива. При сжигании твердого топлива в котлах, применяя те или иные теплотехнические методы ведения топочного процесса ( регулируя температуру горения, снижая коэффициент избытка воздуха, используя рециркуляцию части дымовых газов в топку, впрыск пара или воды в высокотемпературную зону факела и двухступенчатое сжигание топлива), можно существенно снизить концентрацию в дымовых газах. Ниже перечислены характеристики методов снижения образования оксидов азота в топках котлов [1].

В институте газа АН Украины была получена зависимость расчета эффективности процесса двухступенчатого сжигания топлива с точки зрения сокращения выбросов оксидов азота, которая имеет следующий вид:

(3.1)

где m принимают равным 3.

В таблицы 3.1 приведены усреднённые данные по стоимости некоторых методов снижения выбросов в США для котлов. Из таблицы видно, что двухступенчатое сжигание угля практически не требует затрат, а сочетание с малыми дает положительных эффект. Вышесказанное позволяет сделать выводы [1]:

• двухступенчатое сжигание топлива является дешевым, надежным и практически универсальным методом снижения выхода оксида азота при сжигании угля;

• разработанные в последние годы за рубежом топочные устройства весьма перспективны, но требуют эксплуатационной проверки.

Таблица 3.1

Стоимость применения методов снижения выбросов из котлов

Задача снижения выбросов оксидов азота на пылеугольных котлах наиболее важной и одновременно наиболее сложной. Дело в том, что доля угля в топливном балансе тепловых электростанциях непрерывно возрастает, в то время как потребление жидкого топлива на котельных сокращаться. Вместе с тем уголь, как правило, содержит значительное количество связанного азота - от 0,5 до 3,5 % на горючую массу. И, наконец, нельзя забывать, что при сжигании твердого топлива особенно остро стоят проблемы шлакования экранов, загрязнения конвективных поверхностей нагрева, различных видов высокотемпературной и низкотемпературной коррозии. Кроме того, для эффективного сжигания твердого топлива, особенно для малореакционных углей марок АШ и тощего, чрезвычайно важно обеспечить стабильное и по возможности раннее воспламенение, а также достаточно высокий уровень температур в зоне догорания коксового остатка.

При исследовании механизма образования оксидов азота в лабораторных условиях было показано, что концентрация в дымовых газах линейно зависит от содержания азота в топливе (при одинаковых условиях процесса горения). Промышленные испытания подтверждают это положение если переход от топлива с одним значением приведенного содержания азота к топливу с другим не меняет развития факела, что возможно, например, при резком изменении реакционных свойств топлива, его зольности, фракционного состава и т.д. И, конечно, нельзя оценивать влияние на концентрацию оксидов азота, сраввая результаты опытов на разных котлах [1].

По результатам анализа дымовых газов оказалось, что в опытах с преимущественным сжиганием кузнецких углей концентрация оксидов азота всего лишь на 10 % выше, чем в тех опытах, когда сжигался преимущественно кизеловский уголь. На этом основании подвергают сомнению прямую связь между в топливе в дымовых газах. Однако из Описания опытов можно установить, что теплота сгорания кузнецких углей равнялась 22,8-24,9 МДж/кг, а кизеловских 14,95-20,8 МДж/кг. Следовательно, по приведенному содержанию азота эти угли отличались только в 12-15 раза. Кроме того, во всех опытах сжигалась смесь углей, только в первом случае доля кузнецких углей составляла 0,6-0,85, а во втором 0,25-0,50. И, наконец, кроме топливных оксидов азота, в топке образовывались, вероятно, И термические , количество которых не зависит от содержания азота в топливе. Все это и объясняет незначительную разницу в концентрации оксидов азота при сравнении опытов.

Несмотря на прямую связь между содержанием азота в топливе и концентрацией оксидов азота в дымовых газах, вряд ли можно широко рассматривать замену одного угля другим как средство снижения выбросов в атмосферу. Дело в том, что выбор пылеприготовительного оборудования, конструкции горелок и параметров топочного устройства. Определяется основными теплотехническими характеристиками угля. Включая поведение минеральной массы. С учетом этого трудно подобрать такое твердое топливо, которое по всем основным параметрам соответствовало бы действующему котлу и котельно-вспомогательному оборудованию, но имело бы меньшее содержание связанного азота. Реальное снижение выбросов оксидов азота с дымовыми газами пылеугольных котлов путем осуществления мероприятий, обеспечивающих снижение максимальной температуры процесса или концентрации, окислителя в зоне образования .

Методы, основанные на снижении температуры

Как уже отмечалось выше, для эффективного сжигания твердого топлива, особенно малореакционных углей необходимы высокие температуры в топочной камере. Это обстоятельство затрудняет, но не исключает полностью применение таких способов образования оксидов азота, которые основаны на снижении максимальных температур в топочной камере.

Для более подробной оценки их способов уместно все пылеугольные котлы разделить на три категории по условиям организации топочного процесса. Котлы первой категории предназначены для сжигания высоковлажных бурых углей, они оборудованы топками с твердым шлакоудалением и пылесистемами с прямым вдуванием такие котлы устанавливают, как правило, сжигания канско-ачинских, ангренских и дальневосточных бурых углей. В топках этих котлов максимальная температура обычно не превышает 1400 , и поэтому практически все оксиды обязаны своим происхождением азотсодержащим компонента топлива. Следовательно, снижение максимума температур в топке мало влияет на концентрацию в дымовых газах или вообще не изменит ее. Кроме того, использование для снижения температуры в топке таких: факторов, как: впрыск воды или снижение температуры подогрева воздуха, весьма нежелательно, поскольку эти мероприятия ухудшают стабильность воспламенения и эффективность сгорания угольной пыли [3].

Также не приходится рассчитывать на существенное уменьшение образования , при рециркуляции сравнительно холодных дымовых газов в канал вторичного воздуха или через специальные сопла на периферии амбразуры горелки. Если же дымовые газы использовать для сушки топлива, одновременно сокращая количество первичного воздуха, то в результате уменьшится концентрация кислорода на начальном участке факела, что приведет к снижению образования оксидов азота. В этом убеждают исследования, проведенные на котле БКЗ-210-140 Владивостокской котельной при опытном сжигании высоковлажных бурых углей Ириша-Бородинского месторождения указанный котел, был оборудован пылесистемой с мельницами-вентиляторами, причем в газозаборную шахту можно было добавлять или горячий Воздух, или дымовые газы, отобранные за котлом. Благодаря этому можно было менять в достаточно широком диапазоне и количество первичного воздуха, и коэффициент рециркуляции дымовых газов, подаваемых в топку вместе с первичным воздухом. Измерение концентрации оксидов азота за котлом показало, что увеличение, коэффициента рециркуляции газов r с 0,2 до 0,3 при неизменном практически не оказывало влияния на образование , Вместе с тем снижение коэффициента подачи первичного воздуха с 0,31 до 0,22 при постоянном значении r привело К заметному (примерно на 20 %) снижении концентрации оксидов азота в уходящих дымовых газах.

Характеристики

Список файлов ВКР