Расчет количества токсичных компонентов, выделяющихся при горении различного вида топлива

В зависимости от вида используемого топлива и технологии его сгорания в воздушный бассейн попадают различные виды загрязнений. Так, при сжигании твердого топлива в атмосферу выделяются: взвешенные вещества (в виде золы или сажи), оксиды азота, оксиды серы, оксид углерода; при сжигании мазута – оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода, взвешенные вещества, и мазутная зола (в пересчете на пентаксид ванадия).

1) Расчет выбросов частиц твердой фазы производятся по формуле:

 

m_тв=В*А^р*f*(1- ), т/год, (5.1)

где В – расход топлива, т/год;

А^р – зольность топлива, %;

f – безразмерный коэффициент принимаемый в зависимости от содержания горючих компонентов и доли золы, уносимой отходящими газами;

- доля твердых частиц, задерживаемых в золо- и пылеуловителях.

 

2) Расчет выбросов оксидов серы выполняется по формуле:

 

, т/год, (5.2)

где S^p – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

- доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива принимаемая для торфа равной 0,15; для экибастузских углей - 0,02; для прочих углей – 0,1; для мазута – 0,1; доля оксидов серы, улавливаемых в пылезолоуловителях.

 

3) Расчет выбросов оксидов углерода производится по формуле:

, т/год, (5.3)

где С_СО – выход оксида углерода при сжигании 1 единицы топлива, определяется по формуле:

С_СО=q_З*R*Q^P_H, кг/т, (5.4)

 

где q₄ – потери теплоты, вызванные механической неполнотой сгорания топлива, %.

q_З – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;

R – коэффициент, учитывающий потери теплоты, обусловленные присутствием в продуктах неполного сгорания оксида углерода принимаемый для твердого топлива равным 0,1; для газа – 0,5; для мазута – 0,65;

Q^P_H – низшая теплота сгорания топлива, мДж/кг.

 

4) Расчет выбросов диоксида азота осуществляется по формуле:

, т/год, (5.5)

где - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж;

- коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов оксидов азота в результате внедрения в производство природозащитнных систем и мероприятий.

 

5) Расчеты выбросов оксидов ванадия производится по формуле:

 

, т/год, (5.6)

 

где - содержание V₂O₅ в жидком топливе, г/т, определяется по формуле

 

; (5.7)

где - коэффициент оседания V₂O₅ на поверхностях нагрева котлов принимаемый для котлов с промежуточными пароперегревателями, поверхности нагрева которых очищают в установленном состоянии равным 0,07; для котлов без промежуточного пароперегревателей при тех же условиях – 0,5; для остальных случаев – 0;

- доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов.

 

Таблица 5.1 Характеристика топлива

Марка / вид топлива	Ар, %	Sp, %	Qpн, МДж/кг
Уголь
КР, К2Р	27,6	0,8	21,12
КСШ, К2СШ	29,4	0,8	20,24
К, К2 К2Р	20,7 40,9	0,8 0,7	22,97 16,63
ССР	32,6	0,7	18,94
Мазут
Малосернистый	0,1	0,5	40,3
Сернистый	0,1	1,9	39,85
Высокосернистый	0,1	4,1	38,89

 

Таблица 5.2 Значения f, q₃, q₄

Тип топки	Вид топлива	f	q3	q4
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые и каменные угли Антрациты: АС и АМ АРШ	0,0023   0,003 0,0078	0,5…1	9…7,5
С пневматическими забрасывателями и неподвижной решеткой	Бурые и каменные угли Антрациты АРШ	0,0026 0,0088	0,5…1	5,5…4
С цепной решеткой прямого хода	Антрациты АС и АМ	0,0020
С забрасывателями и цепной решеткой	Бурые и каменные угли	0,0035	0,5…1	5,5…3
Шахтная	Твердое топливо	0,0019
Слоевые топки бытовых теплогенераторов	Бурые угли Каменные угли	0,0011 0,0011	0,5 0,5	3…1,5 5…3
Паровые и водогрейные котлы	Мазут	0,002	0,5

 

Рисунок 5.1 Значения параметра KNO2, характеризующего количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДЖ тепла в зависимости от паропроизводительности котлов 1 – природный газ, мазут; 2 – антрацит; 3 – бурый уголь; 4 – каменный уголь