Применения электрофильтров в промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Атмосферный воздух - один из важных компонентов среды, которая окружает человека. Он необходимый природный ресурс, как для живой среды, так и для хозяйственной деятельности человека.

Колоссальная масса воздушной оболочки Земли и сбалансированность естественного круговорота в биосфере ее газовых компонентов создают иллюзию неисчерпаемости ресурсов атмосферного воздуха. Однако, если характеристику неисчерпаемости ресурсов оценивать с учетом необходимости сохранения природного качества атмосферы, то эта иллюзия исчезает.

Уже начиная с XIX столетия по мере развития промышленности, а затем энергетики и транспорта газовое равновесие в атмосфере начинает нарушаться. Эти нарушения начинают выражаться в первую очередь в неуклонном увеличении содержания СО2 и снижения содержания кислорода.

В настоящее время происходит революционное развитие техники и технологий, которые требуют колоссальное количество электрической и тепловой энергии, будь то металлообработка или добыча полезных ископаемых.

С увеличением объёма потребления энергии закономерно повышается объём загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую среду в процессе вырабатывания этой энергии.

Как человечество ни пыталось отказаться от низкоэффективных и ресурсоёмких способов добычи энергии, такие как ТЭС, во многих регионах мира от них никогда не откажутся, по причине дороговизны новых технологий или невозможности их внедрения.

Цель курсовой работы - изучение применения электрофильтров в промышленности.

Задачи курсовой работы:

1. Анализ нормативно - правовой документации по теме курсовой работы;

2. Изучение воздействия загрязняющих веществ возникающих при сжигании каменного угля на атмосферу;

3. Основные методы очистки отходящих газов;

4. Применение электрофильтров при очистке дымовых выбросов;

5. Расчёт ПДВ для предприятия теплоэнергетики сжигающего каменный уголь.

1. Анализ нормативно - правовой документации

В настоящее время в России защита атмосферного воздуха рассматривается в ряде документов, а также в них рассматриваются предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих атмосферу веществ, а именно:

1. ФЗ №7 РФ «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002

Данный закон регулирует и регламентирует воздействие предприятий на окружающую среду.

«Предусмотрено проведение обязательной и добровольной экологической сертификации. Обязательная экологическая сертификация осуществляется в порядке, определенном Правительством РФ.

Оценка воздействия на окружающую среду проводится в отношении планируемой хозяйственной и иной деятельности, которая может оказать прямое или косвенное воздействие на окружающую среду, независимо от организационно-правовых форм собственности субъектов хозяйственной и иной деятельности. Оценка воздействия на окружающую среду проводится при разработке всех альтернативных вариантов предпроектной и проектной документации, обосновывающей планируемую хозяйственную и иную деятельность, с участием общественных объединений.»

2. ФЗ №96 РФ «Об охране атмосферного воздуха» от 04.05.1999

«Закон определяет общие положения вопроса в области охраны воздуха. Регулирует вопросы управления, организации, государственного учета вредного воздействия, регистрации источников загрязнения, контроля охраны, экономического механизма, обеспечения прав граждан и юридических лиц в регулируемой сфере, ответственности за загрязнения, международного сотрудничества.»

3. ОНД-86 «Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий»

«Настоящие нормы устанавливают методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.»

4. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»

«Настоящие требования распространяются на размещение, проектирование, строительство и эксплуатацию вновь строящихся, реконструируемых и действующих предприятий, зданий и сооружений промышленного назначения, транспорта, связи, сельского хозяйства, энергетики, опытно-экспериментальных производств, объектов коммунального назначения, спорта, торговли, общественного питания и др., являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека.»

5. ОНД-90 «Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы»

«Настоящее Руководство предназначено для оказания практической помощи территориальным Государственным комитетам по охране природы в организации, техническом оснащении и методическом обеспечении государственного контроля за соблюдением нормативов предельно допустимых выбросов и проверке эффективности газоочистного оборудования.»

6. ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями»

"Настоящий стандарт определяет правила установления допустимых выбросов вредных веществ проектируемыми и действующими промышленными предприятиями в атмосферу.

На основе настоящего стандарта министерства и ведомства разрабатывают отраслевые стандарты и другую нормативно-техническую документацию, регламентирующую установление величин выбросов вредных веществ с учетом отраслевых особенностей."

1.1 Словарь терминов

Основной физической характеристикой примесей атмосферного воздуха является концентрация - количество вещества в единице объема воздуха при нормальных условиях, обычно в мг/м3.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) примесей - это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определенному времени в окружения, которая при периодическом воздействий или на протяжений всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдаленные последствия и на окружающую среду в целом. Значения ПДК для некоторых веществ приведены в таблице 2.

Максимальная разовая ПДК - основания характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека при кратковременном воздействий атмосферных примесей.

Среднесуточная ПДК - для предупреждения общетоксического, канцерогенного мутагенного и другого явления вещества на организм человека. Концентраций вредных веществ определяются по пробам, отобранным течений 20-30 мин. Регламент отбора воздуха в селитебных зонах определен ГОСТ 17.2.3.01.77.

2. Воздействие загрязняющих веществ на атмосферу, возникающих при сжигании каменного угля

2.1 Характеристика каменного угля

Каменным углём называют осадочную породу, образующуюся при разложении остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основные запасы каменного угля, добывающегося в настоящее время, образовались в период палеозоя, около 300-350 миллионов лет назад. Каменный уголь добывается уже несколько столетий и является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Используется в качестве твёрдого топлива. [7]

Залегают каменные угли в форме пластов и линзовидных залежей различной мощности (от долей метров до нескольких десятков и сотен метров) на разных глубинах (от выходов на поверхность до 2500 м и глубже). Каменные угли образуются из продуктов разложения органических остатков высших растений, претерпевших изменения (метаморфизм) в условиях давления окружающих пород земной коры и сравнительно высокой температуры. [8]

2.2 Воздействие на окружающую среду

Принципиальные решения для современных ТЭС на разных видах органического топлива включает в себя следующие предпосылки: использование блоков единичной мощностью 300, 500, 800 и 1200 МВт с высокими начальными значениями параметров пара, одновальными турбоагрегатами с развитой системой регенеративного подогрева питательной воды, высокой степенью унификации основных элементов схем и конструктивных решений. Отвод теплоты конденсации пара в окружающую среду осуществляется в конденсаторах паротурбинных установок с приточным или оборотным водоснабжением. ТЭС на твёрдом топливе имеет цех пылеприготовления, золо- и массоотвалы.

С учётом данных об элементарных процессах, происходящих при сжигании топлива и при преобразовании тепловой энергии в механическую работу, а затем в электрическую энергию на современных ТЭС, типовая схема взаимодействия ТЭС со всеми компонентами окружающей среды приведена на рисунке 1.

Рис. 1 Схема взаимодействия ТЭС с окружающей средой

Стрелками показаны направления основных характеристик взаимодействия энергетического оборудования ТЭС с атмо-, гидро- и литосферой. Ископаемое топливо извлекается из недр и после обогащения и переработки подаётся в топку парогенератора. Для обеспечения сжигания топлива из атмосферы подаётся воздух. Образующиеся продукты сгорания передают основную часть теплоты рабочему телу энергетической установки, часть теплоты рассеивается в окружающую среду, а часть уносится с продуктами сгорания в дымовую трубу, далее в атмосферу. В зависимости от исходного состава топлива продукты сгорания, выбрасываемы в атмосферу, содержат окислы азота (NOX), окислы углерода (СОХ), окислы серы (SOХ), углеводороды, пары воды и другие вещества в твёрдом, жидком и газообразном состояниях. Удаляемые из топки зола и шлам образуют золошлакоотвалы на поверхностях литосферы. В паропроводах от парогенератора к турбоагрегату (Т) в корпусах и ресиверах турбоагрегата, происходит передача тепла окружающему воздуху. В конденсаторе, а также в системе регенеративного подогрева питательной воды, включающей регенеративные водоподогреватели (РПВ), конденсатные (КН) и питательные насосы (ПН), теплота конденсации и переохлаждения конденсата воспринимаются охлаждающей водой, подаваемой циркуляционными насосами (ЦН). Преобразование механической работы в электрическую энергию в электрогенераторе (Г) так же сопровождается механическими и электрическими потерями, которые в конечном счёте преобразуются в теплоту, передаваемую атмосферному воздуху. Работа вращающихся механизмов, смесительных аппаратов, трансформаторов связана с распространением в окружающей среде акустических воздействий, а работа трансформаторных подстанций (ТП) линий электропередач (ЛЭП), как и всех электрических машин, связана с возбуждением электромагнитных полей и тепловыделениями в окружающую среду.

Кроме конденсаторов турбоагрегатов потребителями охлаждающей воды являются маслоотделители (МО), системы смыва и другие вспомогательные системы, образующие сливы на поверхность почвы и/или в гидросферу.

Следует обратить внимание на значительный вклад выбросов ТЭС в общий объём загрязнения атмосферы диоксидом серы и окислами азота. Эта проблема приобретает особенную остроту в связи с отсутствием методов очистки, реализованных на ТЭС.

На современных ТЭС сжигается в основном твёрдое топливо (ископаемые угли) в размельчённом (пылевом) виде. Таким образом, главное внимание в плане снижения дымовых выбросов должно быть обращено в энергетике на крупные пылеугольные топливосжигающие установки как основной потенциально опасный источник загрязнения атмосферы.

Твёрдая фаза выбросов ТЭС - взвешенные вещества или летучая зола, содержит алюмосиликаты, негорючую сульфатную серу (сульфаты кальция, щелочных металлов, магния, железа), а так же некоторые свободные микроэлементы. Количество свободной двуокиси кремния в золе колеблется от 10 до 82%. Её биологическая активность при попадании в дыхательные пути и лёгкие зависит от дисперсного состава частичек пыли и способности к растворению. Частицы с размерами более 12 мкм практически полностью задерживаются при дыхании в верхних дыхательных путях и плохо удаляются из организма. Более мелкие частицы проникают в нижние дыхательные пути и частично задерживаются там. Наиболее полно в лёгких задерживаются частицы с размерами порядка 1 мкм.

Исследования процесса самоочищения атмосферы от твёрдых частиц показываю, что частицы размером более 10 мкм относительно быстро опускаются на землю. Частицы 4-10 мкм поднимаются с дымом на высоту более 1 километра и перемещаются вдоль поверхности земли на тысячи километров. Частицы размером менее 4 мкм плохо осаждаются с каплями дождя, медленно опускаются, достигая поверхности земли с высоты 1 километр в течение года.

Таким образом, можно выделить следующие виды загрязнения окружающей среды объектами тепло энергетики:

Ш Выбросы в атмосферу в виде пыли, окислов серы, азота и углеводорода;

Ш Твёрдые отходы (зола, шлак);

Ш Сброс отработанной воды, содержащей нефтепродукты, взвеси, растворимы соединения металлов;

Ш Тепловые низкопотенциальные выбросы;

Ш Влияние электромагнитных полей линий электропередач;

Ш Шумовое воздействие.

Одним из наиболее токсичных газообразных выбросов энергоустановок является сернистый ангидрид SO2, составляющий 98-99% выбросов сернистых соединений ТЭС. Накопление серосодержащих соединений происходит, в основном, в Мировом океане. При горении сера полностью превращается в SO2, проходит электрофильтры и уносится в атмосферу. В присутствии кислорода происходит окисление SO2 в SO3. При соединении с водой эти окислы образуют сернистую и серную кислоты, которые оседают на землю в виде «кислых» дождей.

Массы диоксида серы, поступающего в атмосферу из индустриальных источников и за счёт природного фактора, уже сейчас примерно равны, что делает проблему очистки дымовых газов от SO2 крайне актуальной.

Нарушение режимов горения топлива приводит к образованию продуктов неполного сгорания: окиси углерода, сажи, смолистых веществ, содержащих полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), в частности, самый токсичный из них, обладающий концерогенностью - бенз(а)пирен. Количество ПАУ, поступающих в атмосферу с дымовыми газами, в значительной степени зависит от качества и вида сжигаемого топлива: угольные брикеты дают выброс ПАУ в 4-8 раз больший, чем уголь; выброс ПАУ гораздо меньше при сжигании жидкого топлива и минимален при сжигании газа. Он существенно зависит от режима сжигания: при химическом недожоге количество ПАУ в дымовых газах может возрастать до 10-50 раз за счёт содержания их в саже.

Концентрация бенз(а)пирена в продуктах сгорания резко снижается с ростом коэффициента избытка воздуха. По мере приближения к стехиометрическому количества кислорода в смеси воздух-топливо наблюдается резкое возрастание концентрации бенз(а)пирена.

ПАУ из атмосферы выпадают в водоёмы и почву, обладая свойством накапливаться в донных отложениях, растениях и живых организмах. В настоящее время доказано влияние ПАУ на здоровье будущих поколений. Показано, что частота заболеваний человека злокачественными опухолями (рак лёгких) тесно связана с содержанием ПАУ, наибольшая часть этих заболеваний наблюдается в городах и индустриальных центрах.

Удаление золошлаковых отходов связано с отторжением территорий. Если сама ТЭС средней мощности занимает 200-300 га, то площадь золоотвала через 10 лет эксплуатации ТЭС достигает 800-1500 га. ТЭС средней мощности, работающая на экибастузских углях, сжигает до 2500т топлива в час, при этом образуется до 1000т золы. Учитывая, что по ряду токсичных микроэлементов зола ТЭС значительно превышает их среднее содержание в земной коре - мышьяк в 100 раз, бериллий в 60 раз, - следует считать золошлакоотвалы источником повышенной экологической опасности.

Выход концентраций металлов в почве за предельный интервал может вести к тяжёлым осложнениям заболеваний.

Таблица 1

Пороговые концентрации химических элементов в почвах и возможные реакции организмов (г/т)

Химический элемент	Норма	Избыток - верхняя пороговая концентрация
Медь	15-60	Поражение печени, анемия, желтуха
Марганец	400-3000	Заболевание костной системы
Цинк	30-70	Угнетение окислительных процессов, анемия
Молибден	1,5-4	Подагра
Бор	6-30	Боровые энтериты у животных и растений

Таблица 2

Мировое производство и поступление с золами ТЭС в окружающую среду металлов (тыс.т/год)

Металл	Мировое производство (1971г.)	Поступление за счёт сжигания каменного и бурых углей
Мышьяк	40	255
Германий	0,1	255
Висмут	3	10,2
Бериллий	0,3	23-153
Скандий	0,05	30,6
Кобальт	13	153
Никель	400	357
Кадмий	13	2,6
Свинец	2800	51
Молибден	45	25,5-102
Галлий	0,01	51
Уран	30	204

В ряде случаев поступление окружающую среду металлов за счёт сжигания ископаемого топлива значительно превосходит их производство. Вместе с золами ТЭС происходит техногенное заражение местности тяжёлыми металлами. [9]

3. Основные методы очистки

Очистка отходящих газов - целенаправленное изменение характеристик выбрасываемых в атмосферный воздух загрязнённых газовоздушных смесей с использованием различных методов и средств.

Различают методы очистки от аэрозолей и газообразных или парообразных примесей.

Аэрозоль - двухфазные системы, где сплошной фазой является газовоздушная смесь, а дисперсной - твёрдые частицы или капли жидкости. Аэрозоли разделяют на пыли, дымы и туманы. Пыли содержат твёрдые частицы размером от 5 до 50 мкм, а дымы - от 0,1 до 5 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости размером 0,3-5 мкм и образуются в результате конденсации паров или при распылении жидкости в газе.

Для очистки от аэрозолей используют сухие, мокрые и электрические методы. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на плёнку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах в электрическом поле.

Абсорбционные методы очистки отходящих газов (физическая абсорбция и хемосорбция) подразделяют по следующим признакам:

· По абсорбируемому компоненту;

· По типу применяемого абсорбента;

· По характеру процесса - с циркуляцией и без циркуляции газа;

· По использованию абсорбента - с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации;

· По использованию улавливаемых компонентов - с рекуперацией и без рекуперации;

· По организации процесса - периодические и непрерывные;

· По конструктивным тома абсорбционной аппаратуры.

Для физической абсорбции на практике применяют воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, и водные растворы этих веществ. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы кисло и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами - адсорбентами, размещёнными в специальных аппаратах - абсорберах. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных условиях. Достоинством методов является высокая степень очистки, а недостатком - невозможность очистки запылённых газов.

Каталитические методы очистки основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности твёрдых катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов. Методы используются для очистки газов от оксидов азота, серы, углерода и от органических примесей.

Термические методы (методы прямого сжигания) применяют для очистки газов от легко окисляемых токсичных, а так же дурнопахнущих примесей. Методы основаны на сжигании горючих примесей в топках печей или факельных горелках. Преимуществом метода является простота аппаратного оформления, универсальность использования. Недостатки: дополнительный расход топлива при сжигании низко концентрированных газов, а так же необходимость дополнительной абсорбционной или адсорбционной очистки газов после сжигания.

Как правило, сложный химический состав выбросов и высокие концентрации токсичных компонентов требуют создания многоступенчатых систем очистки, представляющих собой комбинацию различных методов.

4. Применение электрофильтров при очистке дымовых выбросов

Основными источниками вредных выбросов являются, в основном, промпредприятия, такие как: тепловые электростанции (ТЭС), цементные заводы, металлургические и химические комбинаты, и др.

Тепловые угольные электростанции являются основными поставщиками в атмосферу выбросов твёрдых частиц золы размером от 10 до 100 мкм среднеомных и высокоомных в зависимости от сорта, влажности, технического состояния устройств приготавливающих пылеугольную горючую смесь, цементные заводы - среднеомные пыли, металлургические и химические комбинаты - низкоомные. Так при сжигании твёрдого топлива только на одном блоке мощностью 500 МВт образуется примерно 500 м3 дымовых газов в секунду, содержащих до 20 г/м3 взвешенных частиц золы. Это соответствует выбросам в атмосферу 360 тонн золы в час или выбросы с учётом КПД 98%, 7,2 тонны в час, за год выбросы с учётом КПД 98% будут составлять 57 000 тонн золы в год. Поэтому улучшение степени пылеочистки в два раза это снижение выбросов до 28 500 тонн золы в год.

Во всех технологических процессах промышленные газы содержат мелкие твёрдые или жидкие частицы, от которых должны быть очищены. В целом ряде производств эти частицы являются конечным продуктом, например, в производстве некоторых цветных металлов, сажи, цемента, улавливании катализаторов при нефтеперегонке.

Электрофильтр - устройство, предназначенное для очистки технологических газов и аспирационного воздуха от находящихся в них взвешенных частиц посредством воздействия электрического поля.

Процесс улавливания взвесей в электрофильтре

можно условно разделить на несколько этапов:

· зарядка взвешенных частиц;

· движение заряженных частиц к электродам;

· осаждение заряженных частиц на электродах;

· регенерация электродов -- удаление с поверхности электродов уловленных частиц;

· удаление уловленной пыли из бункерной части электрофильтра.

При прохождении пылегазовой среды через активную зону электрофильтра взвешенные частицы (аэрозоли) попадают в зону действия коронного разряда в неоднородном электродном поле.

При определенной величине напряжения, приложенного к межэлектродному промежутку, напряженность поля около коронирующего электрода становится достаточной для появления коронного разряда, следствием которого является заполнение внешней части межэлектродного промежутка в основном отрицательно заряженными ионами. Отрицательно заряженные ионы под действием сил электрического поля движутся от коронирующих электродов к осадительным. Взвешенные частицы, находящиеся в потоке, в результате адсорбции на их поверхности ионов, приобретают в межэлектродном промежутке электрический заряд и под влиянием сил электрического поля движутся к электродам, на поверхности которых и осаждаются.

Уловленные частицы периодически удаляются с электродов с помощью механизмов встряхивания, попадают в бункеры, расположенные под электродной системой, и через них выводятся из электрофильтра. [3]

Наиболее широкое распространение получили электрофильтры для санитарной очистки дымовых газов тепловых электростанций.
Электрофильтры являются на сегодняшний день наиболее эффективным средством очистки газов благодаря ряду особенностей:

· В электрофильтрах достигается высокая степень очистки газа до 99,9%;

· Электрофильтры имеют очень низкое динамическое сопротивление потоку газа;

· Электрофильтры позволяют улавливать взвешенные частицы в широком диапазоне размеров (от долей микрометров до десятков миллиметров);

· Электрофильтры легко регенерируются;

· Весь процесс очистки газов электрофильтрами легко поддается автоматизации.

Рис.2 Принципиальная схема электрофильтра

Принципиальная схема электрофильтра представлена на рис.2. Между двумя плоскими осадительными электродами расположен ряд коронирующих проводов. В промежуток между коронирующими и осадительными электродами поступает запыленный газ. В поле коронного разряда, возникающего при подаче высокого напряжения на провода, частицы заряжаются и под действием поля движутся к осадительным плоскостям, с которых они периодически удаляются. Таким образом, концентрация взвешенных частиц, по мере прохождения через электрофильтр, постепенно уменьшается. 
Практически для получения промышленной очистки используется множество таких электрофильтров.

Рис. 3 Пример использования электрофильтра

На рис.3 представлен пример использования электрофильтров. Наиболее распространены пластинчатые электрофильтры - аппараты с осадительными электродами в виде пластин, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Между пластинами расположены коронирующие электроды, укрепленные на рамах. В одном корпусе электрофильтра может быть расположено несколько независимых, последовательно расположенных систем электродов электрофильтра пылеочистки осадительные электроды пластинчатые S-образного профиля, коронирующие электроды ленточно-игольчатые. Электрофильтры имеют ряд преимуществ по сравнению с другими фильтрами - это большая долговечность, простота технического обслуживания, наличие непрерывного цикла золоудаления при достаточно высокой эффективности, отсутствие сменных элементов, большая пропускная способность и др. Стоимость знакопеременных источников питания больше стоимости униполярных, однако, в абсолютном значении стоимость реконструкции электрофильтра значительно больше стоимости любых новых источников. Промышленные испытания источников переменного тока в режиме штатного отряхивания ОЭ, проведенные для пылей с УЭС сv = 5•1010…5•1012 Ом•м у нас в России на углях Кузнецкого, Канск-Ачинского, Экибастузского бассейнов показали возможность экономии энергопотребления на 20…80% по сравнению с униполярным питанием. И те и другие источники с питанием от сети 50 Гц. В результате получено снижения концентрации пыли на выходе из газоочистительного аппарата в 1,5…2 раза. [1]

Таблица 3

При сжигании 1 тонны угля, в среднем, в дыме содержатся

Сернистый андигидрит	56,99 кг/т
Окислы азота	3,95 кг/т
Окись углерода	2,47 кг/т
Пыль (зола)	205,37 кг/т

В данном случае нас интересует объём золы, образующийся после сгорания угля, и его уменьшение перед выбросом в атмосферу.

Согласно действующего законодательства и нормативно-правовых документов ПДК для различных веществ указаны в таблице 4 (выдержка).

Таблица 4

ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест, мг/м3 (указаны продукты сгорания каменного угля)

Вещество	Максимально разовая	Среднесуточная
Сернистый андигидрит	0,5	0,05
Окислы азота	0,085	0,085
Окись углерода	3,0 ( 5,0 )	1,0 (3,0)
Пыль (зола)	3,0(0,15-0,5)	3,0(0,15-0,5)

5. Расчёт

Для расчёта эффективности фильтров будет рассмотрена Ижевская ТЭЦ-2:

· высота трубы - 150 метров;

· объём ежечасно потребляемого каменного угля ~ 2000 тонн;

· производительность (общая) - 390 МВт;

· установленная мощность - 1474 ГКалл/час;

· КПД очистки газа фильтром УГ2-4-53: 95-98%. [4]

Таблица 5

Технические характеристики электрофильтра УГ2-4-53, применяемого на предприятии [3]:

Количество полей (шт.)	4
Температура на входе (°C)	250
Гидравлическое сопротивление (кг/м2)	15
Расход электроэнергии (квт/ч)	0,3
Площадь активного сечения (м2)	53
Разрежение (кг/м2)	400
Допустимая концентрация (г/м3)	50

5.1 Методика расчёта предельно допустимых выбросов

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества см (мг/м3)при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии xм(м) от источника и определяется по формуле

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

т и n -коэффициенты. учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса; H(м) - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м); h- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h= 1; ДТ(°С) - разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв; V1 (м3/с)- расход газо-воздушной смеси.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным 160 - для Европейской территории России и Урала севернее 52° с. ш.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т. п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) - 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2. [5]

5.2 Расчёт предельно допустимых выбросов

электрофильтр уголь загрязнение атмосфера

Данные:

Пыль (зола): 50г/м3

Температура: 250°C

Объём газовоздушной смеси: 95 м3/с

ПДК пыли: 3 мг/м3

Расчёт:

Коэффициент А принимается равным 160;

m,n,h - равны 1;

F - 2

Эффективность очистки газов 94% (1%=0,5г/м3)

Температура на выходе: ~140°C

Самый жаркий месяц в г. Ижевск: июль, 37°C [6]

Из расчёта видно, что предельный выброс ТЭЦ-2 не превышает ПДК. Данный факт обусловлен тем, что на предприятии установлен электрофильтр для очистки газовоздушной смеси от пыли (золы).

Заключение

Текущее положение дел плачевно сказывается на окружающей среде. Правительство, начиная с 60-х годов прошлого века, серьёзно озадачилось сложившейся ситуацией с экологией, её загрязнением и иррациональным использованием ресурсов природного происхождения.

Список литературы

1 официальный сайт ФГУП ВЭИ им. В.И. Ленина.

http://vei.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=164&Itemid=44

2 Сперанская Ю.Ю., Макаров В.В. Оценка выбросов в атмосферу

загрязняющих веществ при теплоснабжении поселков Украины. Сборник

научных трудов Севастопольского национального университета ядерной

энергии и промышленности, -- 2011, -- № 2, -- с. 145--151.

3 Электрофильтр.РУ - первый в России специализированный Интернет-проект, посвященный электрофильтрам промышленного назначения

http://www.elektrofiltr.ru/katalog-elektrofiltrov/ug/ug2-4-53/

4 Единая справочная

http://ros-spravka.ru/articles/utility_providers/tets-2_izhivsk-blog_tur/

5 ОНД-86 "Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных

веществ, содержащихся в выбросах предприятий"

6 СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика"

7 Природа России http://rospriroda.ru/?p=79

8 "Горная Энциклопедия" http://www.mining-enc.ru/k/kamennyj-ugol/

9 Носков А.С., Савникова М.А. Воздействие ТЭС на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба / Институт катализа СО АН СССР, Институт химии твёрдого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР, ГПНТБ СО АН СССР - Новосибирск. Изд. ГПНТБ СО АН СССР, 1990, с. 8 -- 13.

Размещено на Allbest.ru