Расчет выбросов загрязняющих веществ

                                            СОДЕРЖАНИЕ

      Введение………………………………………………………………….4

1      Общие положения………………………………………………….5

2      Основные источники загрязнения атмосферного воздуха …….6

3      Причины и факторы………………………………………………..7

4       Расчет выбросов загрязняющих веществ……………………….9

5. Снижение вредных выбросов при работе отопительных котельных...13

    Заключение……………………………………………………………....20

Список использованных источников…………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                            

                                                       ВВЕДЕНИЕ                                                      Человек всегда хотел победить природу и обуздать ее, но для этого необходимо изучить и проанализировать процессы, происходящие в ней. В связи с возросшим уровнем градостроительства, оказывающим существенное влияние на формирование климатических особенностей, особый интерес вызывает климат.

        Курсовая работа  позволяет, в дальнейшем, использовав, данные аэрологических наблюдений и некоторые сведения рианализа геоклиматических характеристик, изучить и проанализировать распределение метеоэлементов в свободной атмосфере и у поверхности земли, а также зависимость метеоэлементов от сезонов года над промышленными городами Иркутской области или над конкретно выбранным городом. И рассмотреть вопросы загрязнения атмосферы действующими промышленными предприятиями.

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель курсовой работы – изучить влияние климатических  характеристик на рассеивание вредных веществ. Курсовая работа выполнена на основе изучения литературы по данной теме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2 Основные источники загрязнения атмосферного воздуха.

 Интенсивное загрязнение воздуха  началось в 19 веке в связи  с бурным развитием промышленности, которая стала использовать каменный  уголь как основной вид топлива,  и быстрым ростом городов. О  роли угля в загрязнении атмосферы  в Европе было известно давно.  Однако в 19 веке он был самым  дешевым и доступным видом  топлива в Западной Европе, в  том числе и Великобритании. Есть  на чем работать промышленности, производство дает прибыль, да  и продажа угля бытового отопления  приносит неплохой доход - скажите,  пожалуйста, при чем здесь разговоры о каком-то там воздухе? "Даже в начале текущего столетия, пишет английский ученый Т.С.Уилсон,- находились промышленники, которые уверяли, что дым безвреден для здоровья, что шотландский уголь немыслимо сжигать без дыма и что истинные беды происходят от дыма, который дают домашние печи и камины".

Но уголь (удельный вес которого, кстати, в топливном балансе некоторых  стран вновь увеличивается) не единственный источник загрязнения атмосферы. Сейчас в атмосферу ежегодно выбрасывается  огромное количество вредных веществ, и, несмотря на значительные усилия, принимаемые  в мире с целью уменьшить степень  загрязнения атмосферы, находится  в развитых капиталистических странах. При этом исследователи отмечают, что если над сельской местностью вредных примесей в атмосфере  ныне в 10 раз больше, чем над океаном, то над городом их больше в 150 раз.

Вот уж поистине возникли благоприятные  условия для деятельности предсказанных  фантастами продавцов воздуха!

Сейчас в США и Англии крупные  города получают на 15% меньше солнечных  лучей, но зато на 10% больше дождя, града  и прочих атмосферных осадков, чем  несколько десятилетий назад, огромные материальные потери, которые несут  ведущие западные страны.

Только экономический ущерб  от загрязнения атмосферы США  составлял к началу 70-х годов 16млрд. долларов - почти 80 долларов на каждого  жителя (в первой половине 60-х годов  он оценивался в 11млрд. долларов). Потери Англии по этой же причине равнялись 275млрд. фунтов стерлингов. Но никакими долларами, фунтами или марками  не возместить вред, наносимый здоровью людей.

Крупные капиталистические государства  несут львиную долю ответственности  и за уничтожение запасов атмосферного кислорода. По некоторым данным, за последние 100 лет уничтожено 240млрд. т. "газа жизни", а взамен в атмосферу  было выброшено 360млрд. т. ядовитой двуокиси углерода.

Дело дошло до того, что ныне промышленность США потребляет в  два раза больше кислорода, чем вырабатывают его основные "поставщики" - зеленые  растения страны!

Получается, что значительная часть  так необходимого и для жизни, и для нужд техники кислорода  изымается из мирового баланса и "контрабандно" перемещается в  Америку. Жизнь "в кредит без отд

 

   3 Причины и факторы

 

Вещества, загрязняющие атмосферу, причиняли  значительный вред окружающей среде  в течении многих десятилетий. По-видимому, с их вредным воздействием придётся считаться и в будущем. Дальнейший рост населения и промышленного производства неизбежно приводит к увеличению опасности загрязнения.

   Основными загрязняющими  веществами, содержание которых  в атмосфере регламентируется  стандартами, являются: диоксид серы(SO2), оксиды азота(NO и NO2), оксид углерода(CO), газообразные углеводороды(HC), а также сероводород(H2S), сероуглерод(CS2), аммиак(NH3), различные галогеносодержащие газы.

     Существуют 3 основных  источника образования газообразных  загрязнений: сжигание горючих  материалов, промышленные производственные  процессы и природные источники.  В результате сжигания топлива  образуется 78% диоксида серы от  общего его количества. Углеводороды, опасность появления которых  связана с тем, что они являются  промежуточными продуктами в  процессе образования озона, поступают  в атмосферу при сжигании топлива  и при переработке нефтепродуктов, кроме того, многие углеводороды  выделяются в процессе роста  и размножения растений. По оценкам  учёных из природных источников  во всём мире ежегодно выделяется 117 млн. т. углеводородов, а из  антропогенных источников 100 млн.  т. Однако углеводороды, присутствующие  в атмосфере городов, в основном  представляют собой продукты  сгорания.

    Значительные количества  оксидов серы выбрасываются в  атмосферу при производстве меди, свинца и цинка из сульфидных  руд, а также в процессе очистки  нефтепродуктов. Большая часть выбросов  SO2 связана со сжиганием топлива в топках для получения необходимого для процесса тепла. Образующиеся газы, содержащие SO2, обычно используются для производства серной кислоты.

   Оксиды серы также возникают  в процессе производства бумаги  и целлюлозной массы в результате  сжигания серосодержащих материалов.

   Загрязнение атмосферы углеводородами  происходит от химических предприятий,  нефтеперерабатывающих и металлургических  заводов. Углеводороды, выделяются в процессе производства пластмасс, красителей, пищевых добавок, парфюмерных продуктов, смол, пластификаторов, пигментов, пестицидов, а также при переработке каучуков и нефтехимических продуктов.

   Среди химических соединений, выбрасываемых в атмосферу, содержится  достаточно большое число ядовитых  веществ. В настоящее время  к опасным загрязняющим веществам  относятся пары ртути, винилхлорид  и бензол, содержание которых в атмосфере подлежит специальному контролю.

   Большое количество ископаемого  топлива ежегодно сжигается в  топках котельных для получения  тепла. Котельные самые крупные  потребители самого     “грязного”  топлива- угля и мазута. Поэтому энергетика по совокупности количества и качества сжигаемого топлива является единственным источником выбросов диоксида серы, а также главным источником дисперсных загрязнителей и оксида азота.

   Газообразные загрязнители  возникают в процессе горения,  а дисперсные - механическая пыль, может выдуваться при разгрузке  и транспортировке угля по  конвейеру, а также при удалении  и складировании топочной золы. Пыление угля происходит в  результате ветровой эрозии. Использование  природного угля в качестве  топлива является более эффективным.  Хотя природный газ рассматривается  как относительно чистое топливо,  при его сгорании также образуются  загрязняющие вещества: оксиды азота,  оксиды углерода, углеводороды, дым.

   Ещё одним немаловажным  источником загрязнения атмосферы  является сжигание твёрдых городских  отходов. Во всех цивилизованных  мирах для этих целей существуют  мусоросжигательные печи, от конструкции  которых зависят составы выбросов.

   Дымовые выбросы состоят  из относительно безвредных газообразных  продуктов сгорания: диоксида углерода, воды, инертного азота. Но их  избыток может привести к образованию  шлейфа тумана. Для улавливания  дымовых выбросов используют  различные фильтры и улавливатели.

   Загрязнение окружающей  среды выбросами двигателей внутреннего  сгорания привлекают всё более  пристальное внимание в последние  годы из-за возросшей угрозы  здоровью человека.

  Увеличение содержания углекислого  газа в атмосфере ведёт к  повышению температуры Земли.  При увеличении содержания CO2 можно ожидать повышения средней температуры Земли, хотя зависимость между этими параметрами довольно сложная . Было проведено множество модельных исследований по этой проблеме. Судя по их результатам, примерное удвоение содержания CO2 произойдет около 2040 года, в результате чего средняя температура планеты возрастёт на 2 или 3 С. В полярных районах повышение температуры может превысить данное значение в несколько раз.   Проблема влияния антропогенной деятельности на изменение температуры всё ещё в стадии обсуждения. Конечно, нельзя сводить это воздействие просто к “Подъёму температуры на термостате”, поскольку глобальное распределение температуры связано с перемещением атмосферных масс, например со штормами в зимнее время.

   Содержание водяного пара  также может измениться при  изменении температуры. Таким  образом, конечным результатом  изменения концентрации CO2 в атмосфере могут стать сложные климатические процессы, связанные с изменением, как температуры, так и процессов образования осадков.

   Ранее предполагалось, что  окислы азота, выбрасываемые транспортной  авиацией, являются основной причиной  разрушения озонового слоя. Однако  количественные измерения показали, что этот источник ничтожен  по сравнению с естественными. Из продуктов человеческой деятельности наиболее опасными для озонового слоя являются фреоны и подобные им вещества. Они искуственного происхождения и широко применяются в холодильных установках, различных аэрозольных установках

 

4 РАСЧЕТ  ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫБРОСОВ БЕНЗ(А)ПИРЕНА

В АТМОСФЕРУ ПАРОВЫМИ И ВОДОГРЕЙНЫМИ КОТЛАМИ

 

 

Выброс бенз(а)пирена, поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), рассчитывается по уравнению (6)

 

                              (6)

где - массовая концентрация загрязняющего вещества j в сухих дымовых газах при стандартном коэффициенте избытка воздуха a₀ = 1,4 и нормальных условиях, мг/нм³;

- объем сухих дымовых газов,  образующихся при полном сгорании  1 кг (1 нм³) топлива, при a₀ = 1,4, нм³/кг топлива (нм³/нм³ топлива)

- расчетный расход топлива; 0, 18 кг/с .

- коэффициент пересчета;  = 0,278·10^-3;

Концентрация  бенз(а)пирена, мг/нм³, в сухих продуктах сгорания мазута на выходе из топочной камеры определяется по формуле (7):

 

                                                   (7)

                           мг/м  

Концентрация  бенз(а)пирена, мг/нм³, в сухих продуктах сгорания природного газа на выходе из топочной зоны промтеплоэнергетических котлов малой мощности определяется по формуле (8):

                            (8)

                            мг/м  

где  - коэффициент, учитывающий способ распыливания мазута для паромеханических форсунок = 0,75; для остальных случаев = 1;

    - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топ   ки;1,05;

- теплонапряжение топочного объема;413 кВт/м³

- коэффициент, учитывающий влияние  рециркуляции дымовых газов на  концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания; 1

- коэффициент, учитывающий влияние  ступенчатого сжигания на концентрацию  бенз(а)пирена в продуктах сгорания;1

- коэффициент, учитывающий влияние  нагрузки котла на концентрацию  бенз(а)пирена в продуктах сгорания;1

Объем сухих  дымовых газов рассчитывается по формуле (9):

 

                              

,          (9)

где - теоретический объем газов

      - теоретический объем водяных паров

Для твердого и жидкого топлива расчет производится исходя из состава рабочей массы  по следующим формулам

теоретический объем воздуха:                                                         

,            (10)

теоретические объемы продуктов сгорания воздуха :

,                     (11)

,                 (12)

        где 

- влагосодержание газообразного топлива при расчетной температуре 10 °C :

 

,                  (13)

,                                 (14)

  /кг

При сжигании природного газа расчет теоретических  объемов воздуха и продуктов  сгорания производится на основании  процентного состава компонентов, входящих в него:

теоретический объем воздуха: