Расчет выбросов окислов азота
Количество окислов азота в пересчете на NO2 (т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата за год, рассчитывается по следующей формуле:
где К ─ коэффициент, характеризующий выход окислов азота, кг/т условного топлива (расчет сделать по средней формуле);
Q ─ теплота сгорания натурального твердого, жидкого и газообразного топлива, ккал/кг или ккал/м3 (можно взять из табл.3 для более точного расчета или табл. 7- коксовый уголь);
g4 ─ потери тепла от механической неполноты сгорания, %;
b1 ─ поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива (содержание азота N2) и способов шлакоудаления (твердое шлакоудаление - табл. 10);
b2 ─ коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку, 0,50─0,60;
r – cтепень рециркуляции дымовых газов, в долях;
b3 ─ коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок b3 = 1, для расчета нужно взять прямоточную = 0,85).
Для котлоагрегатов с производительностью пара менее 70 т/ч расчет К ведется по формуле:
При высокотемпературном сжигании твердого топлива с нагрузками котла ниже 75 % номинальной в формулы Пф= 0,75 П , низкотемпературном – Пф= П. Для расчета берем высокотемпературное сжигание. Производительность используемых современных котлоагрегатов (П) при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива составляет 4 -180 Гкал/ч. КПД угольных котлов составляет 90,5 ─ 92,4 %, а коэффициент рециркуляции газов (r) составляет 20 %.
Исходные данные для расчетов находятся табл. 7 и 8.
Таблица 7 Содержание вредных веществ в сгораемом топливе
| Наименование топлива | Содержание вредных веществ в топливе, % от массы | Q теплота сгорания, ккал/кг, ккал/т, (м3) | ||||
| СO | SO2 | NO2 | Пыль | Зола | ||
| Средняя по углям | 75,2 | 2,5 | 1,8 | 5,4 | 16-20 | 8000 |
| Сланцы | 73,5 | 3,9 | 0,3 | - | 53,5 | 8200 |
| Торф кусковой | 57,8 | 0,3 | 2,5 | 3,3 | 11 | 7850 |
| Газ | 12,9 | - | 0,023 | - | 8250 | |
| Мазут высокосернистый | 86,2 | 3,0 | 0,5 | 0,06 | 0,3 | 9500 |
| Дрова | 51 | - | 0,6 | - | 1,0 | 4510 |
Таблица 8 Эффективность аппаратов газоочистки и пылеулавливания
| Аппарат, установка | Эффективность, % η | |
| Твердые или жидкие частицы | Газообразные примеси: SOx, COx , NOх и др. | |
| Золоуловители жалюзийного типа | 50 | |
| Грунтовые циклоны ЦН-15 | 70-85 | |
| Пылевые камеры | 45-50 | |
| Установки для очистки от окислов азота | 65-90 | |
| Насадочные башни, пенных и барбатажных скрубберах (мокрая очистка) | 85-95 | |
Потери тепла (g4) с механическим недожогом при ат = 1,15 ─1,20:
1. Угли. Потери тепла в среднем находятся на уровне 2,5 ─ 3,0 %, торф – 0,75 %, сланцы – 0,5 %.
2. Мазут. Потери тепла (g4) при загрузке при ат = 1,02 ─ 1,03. При загрузке котла на 100 % потери тепла составляют 1,5 ─ 0,2 %, 70 – 100 % ─ 0,2 – 0,25 %, менее 70 % ─ 0,4 ─ 0,5 %.
3. Газ. Потери тепла при ат 0,03 – 1,05 и при 100 %-й загрузке котла они равны 0,05 ─ 0,07 %, 70 до 100 %-й ─ 0,05 – 0,1, менее 70 % ─ 0,1─ 0,15 %.
Таблица 9 Значение коэффициента (Сн) кг/т или кг/тыс. м3
| Вид топок | Каменные угли | Сланцы | Торф | Мазут | Газ природный |
| Камерные с твердым шлакоудалением для котлоагрегатов произво- дительностью, т/ч 25 | 13 | 5,4 | 4,1 | ||
| 35 | 13 | 5,4 | 4,1 | ||
| 50 | 13 | 5,4 | 4,1 | ||
| Камерные для котлоагрегатов поизводительностью, т/га До 75 | 19,4 | 17,9 | |||
| 75 и > | 9,6* | 9,3* | |||
| Слоевые механизированные топки | 25,7 | 31,0 | 16,0 |
Таблица 10 Значение коэффициента b 1 , при сжигании твердого топлива (среднее)
| Топливо | Содержание азота, % среднее | При твердой и средней шлакоудалении | При жидком шлакоудалении среднее |
| Уголь | 1,5 | 0,913 | 1,05 |
| Природный газ | - | 0,85 | |
| Мазут | - | 0,75 |
Контрольные вопросы
1. Каковы основные источники загрязнения воздуха, их ранжирование?
2. Дать определение понятиям: загрязнение и мониторинᴦ.
3. Каковы основные эколого-экономические последствия загрязнения атмосферы оксидами азота и серы?
4. Что такое комплексная оценка качества атмосферного воздуха?
5. Какие существуют критерии и параметры для оценки качества воздушной среды? Чем отличаются критерии от параметров?
6. Какова основная тенденция загрязнения атмосферы оксидами азота?
7. Каковы основные методы уменьшения масштабов загрязнения атмосферы оксидами азота͵ серы?
8. Дать определение комплексным показателям качества атмосферы (КОВ и КОП).