Очитка выбросов токсичных компонентов от сжигания минерального сырья

Абсорбер

Необходимый объём газовоздушного потока загрязняющих веществ, который присутствует в аппарате Vг, мі рассчитываем по формуле

Vг = ф • Vо.г, (39)

где ф - время контакта газовоздушного потока с корпусом аппарата, с, ф = 3с;

Vо.г - объём отработавших газов, мі/с

Vг = 3 • 11,6 = 34,8мі

Объёмная скорость отработавшего газа в аппарате W, с-1;

(40)

Объём абсорбера V, мі равен

, (41)

где d - диаметр абсорбера, м, d = 1,2;

H - высота абсорбера , м.

Высота абсорбера H , м

Н = 2 · d (42)

Н = 2 · 1,2 = 2,4 м

Каталитический нейтрализатор

Необходимый объём газовоздушного потока загрязняющих веществ, который присутствует в аппарате Vг, мі рассчитываем по формуле

Vг = ф • Vо.г, (43)

где ф - время контакта газовоздушного потока с корпусом аппарата, с, ф =4с;

Vо.г - объём отработавших газов, мі/с

Vк = 4 • 11,6 = 46,4 мі

Объёмная скорость отработавшего газа в аппарате W, с-1;

(44)

Объём катализатора V, мі рамен

, (45)

где d - диаметр газораспределителя, м, d = 1,7;

H - высота катализатора, м.

,

Высота газораспределителя H , м

Н = 2 · d , (46)

Н = 2 · 1,7 = 3,4 м

Теплообменник имеет диаметр 0,85м , а его высота H = 1 м., размер труб, по которым движется вода равен 16 мм, толщине стенки 1 мм.

3 Экономический расчет

3.1 Расчёт абсолютно - предотвращённого ущерба

Предотвращенный ущерб - ущерб в денежном выражении, который удалось снизить или предотвратить с помощью технических, социальных, экономических, нормативно-законодательных и международно-правовых санкций.

Абсолютный ущерб - ущерб в денежном выражении, который отражает отрицательное воздействие техногенных систем на состояние и качество окружающей среды, состояние экосистем, загрязнение окружающей среды, угнетение биосферы и здоровье человека.

Абсолютный ущерб, определяется по формуле

У = г·д·ѓ·M , (47)

где г - константа, численное значение которой равно руб/усл. т.;

д - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного

воздуха над различными территориями равный 4;

ѓ - поправка, учитывающая характер рассеивания примеси в атмосфере.

ѓ = , (48)

где h - геометрическая высота устья источника, м;

U - среднее значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, 3м/с;

ц - безразмерная поправка на тепловой подъем факела выбросов в атмосферу

ц = 1 + ДT/75 , (49)

где ДT - среднегодовая разность температур в устье источника и в атмосфере, °С;

ц = 1 + 375/75 = 6

По формуле (48) находим f:

ѓ =

М== , (50)

где М - приведенная масса годового выброса вредных компонентов выхлопных газов, поступающих в атмосферный бассейн, т/год

mi - масса выброса i-го компонента, т/год;

N - число компонентов выхлопного газа;

Q - масса израсходованного топлива, т/год.

Аi - безразмерный показатель относительной опасности вредного компонента i-го вида;

А= , (51)

Ап =,

АСО =,

АSO2 =,

АNO2 =.

По формуле (50) находим приведенную массу годового выброса вредных компонентов выхлопных газов, поступающих в атмосферный бассейн до очистных мероприятий :

Мп = 20 · 13,891 = 277,82 т/год,

МСО = 0,33 · 1,804 = 0,595 т/год,

МSО2 = 20· 2,165 = 43,3 т/год,

МNО2 = 25 · 60,796 т/год.

т/год

По формуле (47) находим абсолютный ущерб до природоохранной деятельности:

У1 = 2,4 · 102 · 4 · 0,29 · 1841,62 = 512707 руб/год ,

По формуле (50) находим приведенную массу годового выброса вредных компонентов выхлопных газов, поступающих в атмосферный бассейн после очистки отработанных газов:

По формуле (50) находим абсолютный ущерб после очистки отработанных газов: У2 = 2,4 · 102 · 4 · 0,29 · 0,931 = 259,19 руб/год

Рассчитаем предотвращенный ущерб после проведения очистки

П = У1 - У2 (52)

П = 512707 - 259,19 = 512447,81 руб/год.

3.2 Расчет плат за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Плата за выброс загрязняющих веществ в атмосферу, руб/год, определяется по формуле

Патм = Нi · Ке · Мi , (53)

где Нi - базово - нормативная плата за выброс 1т i-го вещества в размерах, на превышающих предельно - допустимый выброс, руб, представлен в таблице ;

Ке - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы в данном регионе, Ке = 1,2;

Мi - масса фактического выброса i-го загрязняющего вещества после системы очистки, т/год, определяется по формуле

Мi =mi · 10-6 · 3600 · 7,992 , (54)

где mi - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу после очистки и рассчитывается по формуле

mi = mi до · ( 1 - б ), (55)

где mi до - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу до очистки, рассчитанная по формуле (25), мг/с;

б - степень очистки аппарата.

Мп = 0,893 · (1 - 0,85) · (1 - 0,2) · (1- 0,1) = 0,008 г/с,

МСО = 0,116 · (1 - 0,1) = 0,104 г/с,

МSО2 = 0,139 · (1- 0,95) · (1 - 0,85) = 0,0009 г/с,

МNО2 = 3,909 · (1- 0,95) · (1- 0,85) = 0,179 г/с.

По формуле (57) находим фактические массы на выходе

Мп = 0,008 · 10-6 · 3600 · 7,992 =0,00023 т/год;

МСО = 0,104 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 0,0029 т/год;

МSO2 = 0,0009 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 0,00002 т/год;

МNO2 = 0,179 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 0,0051 т/год;

Пп= 330 · 1,2 · 0,00023 = 0,091 руб;

ПСО= 5 · 1,2 · 0,0029 = 0,0174 руб;

ПSO2 = 330 · 1,2 · 0,00002 = 0,0079 руб;

ПNO2 = 415 · 1,2 · 0,0051 = 2,53 руб;

Полученные расчеты сведем в таблицу 9.

Таблица 9 - Результаты расчетов

Загрязняющее вещество	ПДВ, т/год	Mi, т/год	, руб./т	Плата за загрязнение, руб./год
Пыль	277,82	0,00023	330	0,091
Монооксид углерода	0,595	0,0029	5	0,0174
Сернистый ангидрид	43,3	0,00002	330	0,0079
Диоксид азота	1519,9	0,0051	415	2,53
Всего	-	0,0082	1080	2,646

4 Экологическая оценка инженерных методов защиты воздушного бассейна

4.1 Оценка воздействия отработанных газов на окружающую среду

4.1.1 Определение категории опасности предприятий

Категория опасности предприятия (КОП) определяется по формуле

(56)

где Мi - масса выброса i-го вещества, т/год, рассчитанная по формуле ;

ПДКi - среднесуточная предельно допустимая концентрация i-гo вещества, мг/м3;

n - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу,

ai - безразмерная константа, позволяющая соотнести степень вредности i-гo вещества с вредностью сернистого газа и определяемая по таблице 10.

Таблица 10 - Значения аi, для веществ различных классов опасности

Константа	Класс опасности вещества
	1	2	3	4
ai	1,7	1,3	1,0	0,9

Мi =mi · 10-6 · 3600 · 7,992 , (57)

где mi - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу до очистки, рассчитанная по формуле (54), г/с;

Мп = 893 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 25 т/год;

МСО = 116 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 3,3 т/год;

МSO2 = 139 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 3,9 т/год;

МNO2 = 3909 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 112 т/год;

Т.к. MСО/ПДКСО = 1,21/3 = 0,4 < 1, то вклад рассматриваемого вещества в суммарное загрязнение настолько незначителен, что им можно пренебречь. Следовательно, с учетом этого рассчитаем КОП по формуле (56):

Таблица 11 - Граничные условия для деления предприятий на категории опасности

Категория опасности предприятия	Значения КОП
I	КОП ? 106
II	106 > КОП ? 104
III	104 > КОП ? 103
IY	КОП < 103

Из таблицы 11 видно, что данное предприятие относится к 3 категории опасности. Далее рассчитаем категорию опасности предприятия после природоохранных мероприятий.

По формуле (57) рассчитаем массу выброса i-го вещества после очистки, Мi ,

т/год;

Мп = 0,008 · 10-6 · 3600 · 7,992 =0,00023 т/год;

МСО = 0,104 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 0,0029 т/год;

МSO2 = 0,0009 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 0,00002 т/год;

МNO2 = 0,179 · 10-6 · 3600 · 7,992 = 0,0051 т/год;

Категория опасности предприятия (КОП) определяется по формуле (56)

После проведения природоохранного мероприятия предприятие можно отнести к 4 категории опасности, то есть применение данной установки целесообразно.

Расчет экологическою индекса и суммарного загрязнения атмосферы производится по экспериментальным данным, полученным на постах наблюдений, расположенных в зоне действия промышленного предприятия. При этом в течение длительного времени производят разовые замеры кон-

центраций загрязняющих веществ. Измеренные значения сравнивают с предельно допустимыми концентрациями и разбивают на две группы: превышающие ПДК и не превышающие ПДК.

Далее вычисление показателя суммарного загрязнения сводится к расчету по формуле

(58)

где i, j - вещества, концентрации которых соответственно выше и ниже ПДК:

п - количество загрязняющих веществ, по которым имеются измерения на посту наблюдений:

Кз - экологический индекс промышленных выбросов (нормированный к 3-

му классу опасности показатель кратности превышения ПДК):

(59)

где С - концентрация загрязняющего вещества, мг/м3:

а - безразмерный коэффициент, который находится по таблице 12 в зависимости от класса опасности вещества

Таблица 12 - Определение а

Коэффициент	Класс опасности вещества
	1	2	3	4
а	2,5	1,3	1,0	0,87

Рассчитываем Кз до природоохранных мероприятий, где концентрации Сi до очистки расчитанны по формулам (5), (9), (12) и (16)

;

;

;

,

После вычисления экологического индекса и показателя суммарного загрязнения определяют степень суммарного загрязнения атмосферы вредными веществами в соответствии с законом "Об охране окружающей природной среды" (1991 г.).

Таблица 13 - Классификация суммарного загрязнения атмосферы

Количество вредных веществ	Показатель Р
	Экобедствие	ЧЭС	Эконеблагополучие	Норма
1	16 - 32	8 - 16	1 - 8	1
2 - 4	32 - 48	16 - 32	2 - 16	2
5 - 9	48 - 64	32 - 48	3 - 32	3

Определив по таблице 13 степень суммарного загрязнения атмосферы вредными веществами, приходим к выводу, что предприятие относится к 4 классу опасности - экобедствие до природоохранных мероприятий.

Далее рассчитаем степень суммарного загрязнения атмосферы вредными веществами после проведения природоохранных мероприятий.

Рассчитываем Кз после природоохранных мероприятий, где концентрации Сi после очистки:

;

;

;

,

Степень суммарного загрязнения атмосферы вредными веществами после очитки находится в норме, а следовательно, даже в устье источника загрязнения концентрации вредных веществ соответствуют нормативам.

Кроме экологического индекса и показателя суммарного загрязнения важное значение для анализа санитарного состояния атмосферного воздуха имеет показатель степени загрязнения атмосферы. Его находят по следующей зависимости

где индекс n показывает класс опасности вещества. По показателю Кn также определяют степень загрязнения атмосферы вредными веществами в соответствии с законом "Об охране..." (таблица 14).

Рассчитаем показатель степени загрязнения атмосферы до очистки

Таблица 14 - Классификация степени загрязнения атмосферы

Класс опасности вещества	Показатель Кn
	Экобедствие	ЧЭС	Эконеблагополучие	Норма
1	5 - 7,5	3 - 5	1 - 3	1
2	7,5 - 12,5	5 - 7,5	1 - 5	1
3	12,5 - 20	7,5 - 12,5	1 - 8	1
4	> 20	12,5 - 20	1 - 12,5	1

Рассчитаем показатель степени загрязнения атмосферы после очистки:

По полученным расчетам видно, что согласно данным таблицы 13 показатель степени загрязнения атмосферы соответствует норме.[13]

Таким образом, при проведении эколого-экономической оценки загрязнения атмосферного воздуха был произведен расчет предотвращенного экономического ущерба. Ущерб до природоохранного мероприятия составил 512707 руб./год, после мероприятия 259,19руб./год.

Предотвращенный экономический ущерб составил 512447,81 руб. /год.

В эколого-экономической части курсовой работы рассчитаны платежи за выброс загрязняющих веществ в атмосферу после проведения природоохранного мероприятия сумма составила 2,64 руб.

Таким образом, можно сделать вывод, что применение предложенного природоохранного мероприятия по защите атмосферного воздуха является эффективным и целесообразным не только с экологической точки зрения, но и с экономической.

Заключение

Промышленные предприятия являются достаточно активными источниками загрязнения воздушного бассейна углеводородами, окисью углерода, сернистым ангидридом, окислами азота, фенолами, альдегидами, дурнопахнущими газами и другими вредными веществами, а также аэрозолями и сажей.

Выбросы указанных компонентов представляют угрозу окружающей среде, поскольку приводят к возникновению «парникового эффекта», деградации озонового слоя и образованию «кислотных» дождей. Очистка отработавших газов от токсикантов представляет сложную химико-технологическую задачу, требует привлечения дополнительных капитальных вложений, материально-сырьевых и энергетических ресурсов.

Выбросы вредных компонентов в окружающую среду имеют неблагоприятный характер, поскольку меняются нагрузки, качество минерального топлива и условия сжигания топлива. Это в свою очередь усложняет эксплуатацию очистных сооружений. Поэтому требуется жёсткий контроль за нормированием выбросов вредных компонентов в окружающую среду как по предельно-допустимым выбросам (ПДВ), так и по предельно-допустимым концентрациям (ПДК). Эти положения декларируются в законе об атмосферном воздухе Российской Федерации.

Целью данной курсовой работы была разработка природоохранного мероприятия, которое позволило бы снизить концентрации загрязняющих веществ до минимальных, не наносящих вреда окружающей среде и здоровью человека. Цель достигнута предложенным очистным устройством , которое позволяет очистить отработанные газы на 99,9% от всех загрязняющих веществ, снизить их концентрации не только в приземном слое атмосферы, но и в устье источника загрязнения. [16]

Список литературы

1 Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды. 1999.

2 Леонов В.Е. Расчет выброса токсичных компонентов, образующихся при сжигании минерального сырья в энергосиловых установках [Текст]: методическое пособие для студентов / В.Е. Леонов, Е.М. Ерина- Новосибирск: НГАВТ, 1999. - 23 с.

3 Комитет РФ по патентам и товарным знакам. Заявка ФРГ 2230257, класс В 01 D 53/00, 1974. Способ удаления оксидов азота из отходящих газов/ Р. А. Буянов и В. С. Бабенко. - 5 с.

4 Комитет РФ по патентам и товарным знакам. Патент СССР 882056, класс В 01 J 8/02,1980. Способ очистки газов от примесей органических веществ и монооксида углерода/ Ю. Ш. Матрос, А. С. Носков и Е. С. Богдан. - 3 с.

5 Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности [ Текст]: учебное пособие для с вузов / С.В. Белов, Н.Н. Агафонова. - М.: Высшая школа, 2001. - 381с.

6 Всемирная сеть Интернет.

7 Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей

среды [ Текст]: учебное пособие для вузов / Т.А. Демина, А.Б. Борисов. - М.: Аспект пресс, 1995. - 102 с.

8 Кузнецов И.Е.Оборудование для санитарной очистки газов [Текст ]: справочное пособие / И.Е. Кузнецов, К.И. Шмат, С.И. Кузнецов. - Киев: Техника. 1989. - 204 с.

9 Леонов В.Е. Теоритические основы защиты окружающей среды [Текст]: методическое пособие для студентов / В.Е. Леонов, Е.М. Ерина- Новосибирск: НГАВТ, 2003. - 179 с.

10 Леонов В.Е. Расчет предотвращенного ущерба от выхлопных газов двигателей транспортных средств воздушному бассейну [Текст]: методическое пособие для студентов / В.Е. Леонов, А.Г. Калпина, В.В.Семенов. - Новосибирск: НГАВТ, 1999. - 14 с.

11 Пимошенко А.П. Предотвращение загрязнения окружающей

среды [ Текст ]: учебное пособие для вузов / А.П. Пимошенко, В.Г. Гурьев. -М.: Мир, 2004. - 110 с.

13 Иванов М.Н. Экология и промышленность России [Текст] /М.Н. Иванов, В.Д. Мягков // ЭКиП. - 1998. - №4. - С. 30-33.

14 Буторина М.В. Инженерная экология и экологический менеджмент [Текст]: учебное пособие для вузов / М.В. Буторина, П.В. Воробьев, А.П. Дмитриева и др.: под. общ. ред. Н.И. Иванова, И.М.Фадина. - М.: Логос, 2003. - 231 с.

15 Аникеев В.А. Технологические аспекты охраны окружающей среды [Текст]: учебное пособие / В.А. Аникеев, Копп И.З., Скалкин Ф.В. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982. - 254с.

16 Владимиров А.М. Охрана окружающей среды [Текст]: учебное пособие для вузов / Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т., Орлов В.Г. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1991. - 422с.

Размещено на Allbest.ru