Эколого-экономическое обоснование промышленного объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Высота трубы: Hм=25м.

Средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы: що=4,5м/с.

Степень очистки газов от твердых частиц в циклоне: з=0,8

Расход топлива:

B=1550 т/год

B(г/с)=(Вт 106)/(3600 ф)=207,5 (г/с)

Температура t=170 0C

Время ф =2075 (час/год).

Координаты точки:

X=1180 (м)

Y=8+10N=320 (м)

Топливом для работы котельной является каменный уголь Донецкого Бассейна ЖР

Его основные параметры следующие:

Влажность WP=6 %

Зольность Ap= 25 %

Содержание серы Sp=3%

Низшая теплота сгорания Qн= 23,36 МДж/кг

Количество воздуха необходимого для сжигания топлива L0г=7,07 м3/кг. Город расположен на 52 градусах северной широты, температура t=37

1.1 Краткое описание технологческого процесса

В городе Бресте находится отопительная котельная на твердом топливе, в которой сжигается уголь в количестве В=1550т/год. Котельная имеет трубу высотой H=25м. В атмосферу при этом выделяются следующие вредности: зола, оксид углерода, окись азота, оксид серы.

Задачей курсовой работы является эколого-экономическое обоснование данных котельной, т.е. выявление количества выделяемых вредностей и предотвращение нанесения ущерба окружающей среде.

2. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ

2.1 Расчет выбросов твердых частиц

Количество золы и несгоревшего топлива (т/год,г/с),выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами от котлоагрегатов при сжигании твердого топлива,находят по следующей формуле:

Mт=BApѓ(1-з)

Где Ap - зольность топлива в %

з з - степень очистки газов в золоулавителях

ѓ=0,0035

(г/с)

(г/с)

(т/год)

2.2 Расчет выбросов оксида серы

Расчет выбросов в атмосферу окислов серы в пересчёте на SO2 (т/год, г/с) при сжигании твердого и жидкого топлива производится по следующей формуле:

Mso2=0,02 B Sp (1- з'so2) (1- з''so2),

Где Sp - содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

з'so2-доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива (принимается при сжигании углей равной 0,1);

з''so2- доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителях, принимается равной нулю для сухих золоуловителей, для мокрых зависит от щёлочности орошаемой воды и приведенной сернистости топлива.

2.3 Расчет содержания оксида углерода в дымовых газах

Расчет образования оксида углерода в еденицу времени (г/с, т/год) ведется по следующей формуле:

Mco=0,001 Cco B (1-q4/100),

Где Ссо - выход оксида углерода при сжигании топлива;

Cco=q3 R Qн,

Где q3- потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива %;

R-Коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода(для твёрдого топлива R=1, для газа - 0,5. для мазута - 0,65);

q4- потери теплоты вследствие неполноты сжигания топлива.

МДж/кг

(г/с)

(т/год)

2.4 Расчет выброса окиси азота

Количество оксида азота, в пересчёте на NO2, выбрасываемых в единицу времени (г/с, т/год), рассчитывается по формуле:

MNO2=0,001 B Q K NO2 (1-в),

где B - расход натурального топлива за рассматриваемый период времени (г/с,тыс.м3/год,л/с т/год);

Qн - низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг, МДж/м3;

K NO2-параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1ГДж теплоты, кг/ГДж;

в - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

Значения K NO2 определяются по графикам (рис 6.2в методическом пособии) для различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки теплогенератора. При нагрузке котла, отличающейся от номинальной, K NO2, следует умножить на (Qф/Qр)0,25, где Qф,Qр- соответственно фактическая и номинальная мощности топливосжигающей установки, кВт.

Теплопроизводительность топливоиспользующего оборудования (кВт) определяется по формуле:

K NO2=0,22

(кВт)

где B- расход топлива, кг/ч, м3/ч;

Qн - теплота сгорания топлива, кДж/кг, кДж/м3.

(г/с)

(т/г)

3. АНАЛИЗ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

3.1 Выявление веществ обладающих суммацией вредного действия и определение для них приведенных концентраций и массового выброса

Основными критериями качественной воздушной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК). При этом требуется выполнение соотношения: ПДКС

С-концентрация вещества в воздухе, мг/м3.

К вредным веществам однонаправленного действия, следует относить вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.

Суммацией вредного воздействия обладают двуокись азота (NO2) и сернистый ангидрид (SO2).

Приведенная концентрация (Сп) к веществу с концентрацией С1 и ПДК1 рассчитывается по формуле:

(г/м3)

При одновременном выбросе в атмосферу из одного источника нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия, расчеты выполняют после приведения всех вредных к валовому выбросу Мп одного из них М1, по последующей зависимости:



Объём удаляемых дымовых газов:

,

где б- коэффициент, зависящий от класса опасности (б=1,3)

- температура дымовых газов, К

К

кг/ч

м3/с

Концентрации веществ в дымовых газах определяем следующим образом:

(г/м3)

(г/м3)

(г/м3)

(г/м3)

3.2 Нахождение доминирующих веществ

Для проектируемой котельной согласно данным по выбросу вредных веществ в атмосферу, приведенных в графах 1-8 таблицы 1, рассчитаем максимальное значение параметра П (характеризующего степень воздействия проектируемого объекта на загрязнение атмосферного воздуха).

Решение приведено в графах 9-13 таблицы 1.

Таблица 1 - Определение доминирующего вещества

№ источника	H,	Д,	Д	L,	Вещество	ПДКм.р.	М,	гр.8	гр.8,Св,	гр.10,	гр.11хгр.4,	гр.12хгр.9,
	м	м	H+Д	м3/с		мг/м3	мг/с	гр.7	гр.5	гр.7	R	П,м3/с
								м3/с	м3/с	Св/ПДКм.р.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	25	0,9	0,035	2,82	зола	0,5	3630	7260	1287,3	2574,6	90,11	654198,6
					SO2	0,5	11205	22410	3973,4	7946,8	278,138	6434762
					CO	5	4580	916	1624,1	324,82	11,36	10405,8
					NO2	0,085	1066	12541	378	4447,1	155,65	1952006,6

С учетом суммации действия сернистого ангидрида и двуокиси азота их значение П составитП=6434762+1952006,6=8386768,7м3/с,

На основании анализа полученных результатов (табл.1) делаем вывод: степень воздействия проектируемой котельной на загрязнение атмосферного воздуха характеризуется максимальным значением параметра П=6434762м3/с, по действию SO2.

4. РАСЧЕТ предельно допустимого выброса

Расчет НДВ ведется в зависимости от класса вещества:

1и2 классы (NO2)-наибольшая опасность, для них НДВ рассчитывается по полной программе;

3 класс (тв.вещ.,SO2)-НДВ рассчитывается по сокращенной программе;

4 класс (СО)-НДВ можно не рассчитывать.

Рассмотрим пример расчета НДВ вещества 3 класса (SO2).

Значение ПДВ для одиночного источника в случае, когда f<100 определяют по формуле:

Из формулы для скорости выхода газовых выбросов из устья трубы:

выражаем диаметр устья трубы(м):

(м)

Вычисляем вспомогательный параметр - f:

где щ0 - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с;

Дt - разность между температурой выброса и окружающим воздухом;

Так как f<100 и Дt=133>0, то расчет ведём по формулам для нагретых газов. Находим параметр хм (м/с) и опасную скорость ветра щ (м/с).

где L- количество выброса в атмосферу, м3/с

(м/с)

Определяем коэффициенты F,n,m и вычисляем максимальную приземную концентрацию вредности.

F-безразмерный коэффициент, учитывающий скорсть оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газов F=1)

m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника;

Коэффициент m определяют в зависимости от f

При f<100

Коэффициент n при f<100 определяют в зависимости от хм при 0,5?хм<2 его определяют по формуле:



так как хм=1,603 (м/с),то условие выполняется. Следовательно считаем по вышеприведенной формуле:

=0.1ПДК

р=1 - коэффициент учитывающий влияние рельефа местности.

t=170-37=133 С

Подставив значения в формулу, получим значения (для каждого вещества):

г/с

г/с

г/с

г/с

В пересчете на годовой фонд времени выбросы в атмосферу с дымовыми газами составят:

=153,4 т/год

т/год

т/год

т/год

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОП

Расчет коэффициента опасности предприятия определяется по формуле:

n-количество вредностей

Мi-количество i-го загрязняющего вещества

ПДКi-допустимая норма i-го вещества

i-безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень вредности i-го вещества к вредности SO2.

Для веществ 1 класса-i=1.7

2 класса-i=1.3

3 класса-i=1.0

4 класса-i=0.9

Условие:

Мi/ПДКi>1, КОП рассчитывается.

Мi/ПДКi<1, КОП не рассчитывается, т.е. равен нулю.

Тогда, для нашего случая

1387,45

Таким образом, т.к. 104>КОП >103,3-я категория опасности предприятия.

6. ВЫБОР И РАСЧЕТ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ

В каждом конкретном случае размеры санитарно-защитной зоны и возможности отклонения должны подтверждаться расчетом. Полученный при расчете размер зоны уточняется в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от розы ветров и относительно расположения котельной и зоны застройки. Корректировка производится по формуле

Расчет ведется по следующей формуле:

где - определяемая величина санитарной зоны,м;

-величина зоны в соответствии с классификацией;

-повторяемость ветра в заданном направлении согласно розе ветров,%;

-средняя повторяемость ветра при круговой розе ветров=12,5%.

Роза ветров и санитарно - защитная зона изображены на формате под номер 2.

Исходные данные для расчета розы ветров: средняя повторяемость ветра за июль месяц

С=11;СВ=7;В=8;ЮВ=7;Ю=9;З=16;СЗ=24;ШТИЛЬ=24;

С

CВ

В

ЮВ

Ю

З

СЗ

7. РАССЧЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Под экономическим ущербом подразумеваются фактические и возможные потери, урон или отрицательные изменения природы, которые вызваны загрязнением окружающей среды, выраженные в денежной форме.

Экономический ущерб может быть фактическим(Yф), возможным(Yв) или предотвращённым(Yп).

Возможный экономический ущерб(Yв) рассчитывается для случаев отсутствия природоохранных предприятий.

Предотвращенный экономический ущерб(Yп) равен разности между ущербом возможным и ущербом фактическим.

Yп=Yв-Yф

Расчет экономического ущерба ведётся по формуле:

Y=г f M,

где г- костанта(г=2,4)

f - поправка, учитывающая характер рассеивания вредных веществ в атмосферу, константа, учитывающая характер местности (для леса ?=0,2, пасбища-0,05, пашни-0,25).

М=?Ai mi

где Ai-коэффициент опасности вещества;

mi- выброс вещества предприятием(т/г);

Все данные сводим в таблицу

Таблица 2 - Расчёт экономического ущерба без учёта природоохранных мероприятий

№	Наименование выброса	Рас. привед. массы год. выбр.	Рас. ущерба от выбр. вредностей
		mi	Аi	гр.3хгр4	Значение	значение ущерба
					г	д	f
		т/год		т/год
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	зола	2,761	2,5	69,04	2,4	0,4	10	662,784
2	SO2	7,587	16,5	125,185	2,4	0,4	3,78	454,2713
3	CO	17,9	1	17,9	2,4	0,4	3,78	64,9555
4	NO2	6,062	41,1	249,148	2,4	0,4	3,78	904,1083
							?Yв	2086,1191

Ущерб от налогов и штрафов равен (считается для каждого вещества):

где mi - предельно допустимый выброс(ПДВ)

mш - количество выброшенного вещества, кот облагается штрафом

nш - ставка по которой облагают штрафом (nш=15n)

n - по которой облагают налогом.

Дmi=mф-ПДВ

где mф - количество вредного вещества, которое выбрасывает предприятие.

Рассчитаем ущерб от налогв и штрафов для таблицы 2.

(у.е.)

(у.е.)

(у.е.)

(у.е.)



(у.е.)

Таблица 3 - Расчёт экономического ущерба с учётом природоохранных мероприятий

№	Наименование выброса	Рас. привед. массы год. выбр.	Рас. ущерба от выбр. вредностей
		mi	Аi	гр.3хгр4	Значение	значение ущерба
					г	д	f
		т/год		т/год
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	зола	2,761	2,5	6,904	2,4	0,4	10	66,2784
2	SO2	7,587	16,5	125,185	2,4	0,4	3,78	454,2713
3	CO	17,9	1	17,9	2,4	0,4	3,78	64,9555
4	NO2	6,062	41,1	249,148	2,4	0,4	3,78	904,1082
							?Yв	1489,6235

Вычислим ущерб от налогов и штрафов для таблицы 3.

(у.е.)

(у.е.)

(у.е.)

(у.е.)

(у.е.)

Рассчитаем возможный и фактический экономический ущерб:

Yв=Y1+Yн.ш.1

Yф=Y2+Yн.ш.2

Yв=9391,286+2086,1191=11474,4051 (у.е.)

Yф=1592,5392+1489,6135=3082,1527 (у.е.)

Путём нахождения разности возможного и фактического экономического ущерба получим первую стадию экономической эффективности.

Yп=Yв-Yф=11474,4051-3082,1547=8392,2524 (у.е.)

Текущие затраты на эксплуатацию систем очистки от вредных выбросов считаются по формуле:

Зт=Зэ+Зам+Зр

где Зт-зараты текущие;

Зэ - затраты энергетические;

Зам - затраты на амартизацию;

Зр - затраты на ремонт.

Зэ= Nг зз Сэ;

Зам=0,0273 Кз;

Зр=0,0333 Кз;

NГ=Nф=0,263*2090=549,67 кВт/год

P - давление (P=200Па)

Сэ - стоимость электроэнергии (Сэ=0,076 у.е./кВт)

Кз - капитальные затраты:

Кз=(3N+300),

Где N-номер студента по списку

Кз=354 (у.е.)

Зэ=0,076*549,67=41,77 (у.е.)

Зам=0,0273*354 (у.е.)

Зр=0,33*354=11,68 (у.е.)

Зт=63,1142у.е.

Посчитаем вторую стадию экономического эффекта:

Эо=Yп- Зт,

Эо=8392,2524-63,1142=8329,1382 (у.е)

Суммарный экономический эффект от очистки выбросов вредных веществ будет равен:

Эк=Эо-Зт Кн,

где Кн-коэффициентравный Кн=0,12

Эк=8329,1382-63,1142*0,12=8321,5644 (у.е)

8. ВОЗМОЖНЫЕ ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ИХ АНАЛИЗ

выброс концентрация сера природоохранный

Очистка газовых выбросов это отделение от них или превращение в безвредное состояние загрязняющих атмосферу веществ. Промышленная очистка имеет последующую утилизацию или возврат в производство отделенного от газа или превращенного в безопасное состояние вещество.

Санитарная очистка имеет место, когда остаточное содержание в газе загрязняющих веществ позволяет обеспечить установленные предельно допустимые концентрации в воздухе населенных мест или промышленных помещений.

Выбор системы очистки зависит от исходного состава удаляемых газов, вредных примесей, воздухоохранных требований.

В нашей работе мы очищаем удаляемый воздух от пыли,CO,NO2,SO2.

В учебных целях устанавливаем сухой циклон со степенью очистки =0.75…0.9.

Размещено на Allbest.ru