МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тихоокеанский государственный университет» Кафедра: «Инженерные системы и техносферная безопасность» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Экологическая безопасность при транспортировке, хранении нефти, газа, продуктов переработки» Оценка экологической безопасности парового котла, эксплуатируемого на нефтегазовом предприятии Выполнил: студент Алексеева Д.С. группы НД(б)-01 зач. книжка № 20006465 Проверил: профессор Катин В. Д. Хабаровск 2023 СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 Исходные данные 4 1. Анализ механизмов образования вредных веществ при горении 5 2. Токсикологическая оценка влияния вредных веществ на здоровье людей 14 и на окружающую среду 3. Расчёт максимальных разовых и валовых выбросов загрязняющих 20 веществ при горении топлива 4. Расчёт ПДВ вредных веществ в атмосферу для парового котла 23 5. Анализ результатов расчёта уровня загрязнения атмосферы 26 6. Разработка воздухо-охранных мероприятий по сокращению 27 сокращению 27 сокращению 32 6.2.1 Термические способы удаления СО из дымовых газов 32 6.2.2 Каталитическое дожигание оксида углерода 33 6.2.3 Утилизация СО в котлах-утилизаторах 35 вредных выбросов в атмосферу 6.1Разработка воздухо-охранных мероприятий по выбросов оксидов азота в атмосферу 6.2Разработка воздухо-охранных мероприятий по выбросов оксида углерода в атмосферу Заключение 37 Список использованных источников 38 Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 2 ВВЕДЕНИЕ Практически любая промышленная и бытовая деятельность человека связана с потреблением топлива, а именно – с его сжиганием. Предприятия промышленности, энергетики, автомобильный и железнодорожный транспорт, используя энергию топлива, выбрасывают в воздушный бассейн продукты сгорания, содержащие десятки высокотоксичных соединений. Так, в нашей стране ежегодный суммарный объём вредных примесей, попадающих в атмосферу от всех источников на железнодорожном транспорте, составляет примерно 2 млн.т. Из них 65 % выбросов образуется при сжигании топлива дизельным подвижным составом. На стационарные источники приходится примерно 15 % таких выбросов, из них доля выбросов энергетических теплоагрегатов котельных достигает 90 %. В атмосфере многие соединения включаются в естественные процессы трансформации и оказывают заметное влияние на общий уровень загрязненности воздушного бассейна. Объёмы выбросов вредных веществ связаны с качеством и количеством сжигаемого топлива, с полнотой его использования, а также с эффективной работой теплоэнергетических установок. Для успешного решения сложных экологических задач в данном направлении необходимо иметь полную картину по общему количеству вредных выбросов в атмосферу. Основой изучения воздействия любого крупного технического объекта на окружающую среду является получение достоверной информации об этом объекте как источнике эмиссии веществ различного фазового и качественного составов и его энергетических характеристиках. В данной работе рассматриваются: анализ механизмов образования вредных выбросов парового котла, их токсикологическая оценка, мероприятия по снижению выбросов веществ в атмосферу. На основе исходных данных рассчитываю ПДК и ПДВ вредных веществ в атмосферу Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Исходные данные для решения курсовой работы представлены в таблицах 1 и 2. Таблица 1 − Характеристика топлива и продуктов сгорания, выбрасываемых из котлов Номер Топливо варианта (бассейн, Марка Класс Теплота Рабочая топлива Рабочая Рабочая сгорания влажность зольност сернистост й объём р месторождение) 𝑄Н , W, % ь Ар, % ь Sр, % Уголь Г Р,отсев 19650 газов V, м3/кг кДж/кг 5 Рабочи 6,0 31,0 6,1 7,86 (Кизелевское) Таблица 2 −Технические характеристики и параметры работы паровых котлов Наименование параметра Тип котлоагрегата КЕ-4-14С Номинальная паропроизводительность, т/ч 4,0 Температура пара, °С 194 Давление пара, МПа 1,4 Температура питательной воды, °С 100 Расход топлива, Вт, кг/ч 500 Температура газов за котлом, °С 155 КПД котлоагрегата, % 80,7 Тип топки ТЛЗМ Величина ꭓ 0,0035 Величина Ксо, кг/ГДж 0,7 Величина q4, % 5,5 Величина KNO2, кг/ГДж 0,23 Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 4 1. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ГОРЕНИИ 1.1 Анализ механизмов образования золы Основная часть минеральной составляющей топлива переходит в процессе сжигания в летучую золу, уносимую дымовыми газами. Зольность отечественных углей колеблется в широких пределах (10—55%). Соответственно изменяется и запыленность дымовых газов, достигая для высокозольных углей 60-—70 г/м. Химический состав золы твердого топлива достаточно разнообразен. Обычно зола состоит из оксидов кремния, алюминия, титана, калия, натрия, железа, кальция и магния. Кальций в золе может присутствовать в виде свободного оксида, а также в составе силикатов, сульфатов и других соединений. В зависимости от содержания оксида кальция в золе твердого топлива меняется ее токсичность Физико-химические свойства золы (плотность, дисперсионный состав, химический состав, электрическое сопротивление, слипае-мость, абразивность) определяют эффективность работы газоочистных устройств. Так, например, при повышенном содержании оксидов кальция в золе становится невозможной работа мокрых золоуловителей из-за цементации золы. А для инерционных золоуловителей существенное значение имеет свойство слипаемости золы Масштаб загрязнения окружающей среды выбросами золы твердого топлива значителен. Так, для электростанции мощностью 2400 МВт при средней зольности топлива Ар — 17—20 % массовый выброс летучей золы через дымовые Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 5 трубы составляет около 700 г/с (2,5 т/ч). В отличие от газовых компонентов, которые в процессе диффузии распространяются как на нижние, так и на верхние слои атмосферы, вследствие чего их концентрация в приземном слое значительно снижается, золовые частицы в основном оседают на землю Твердые частицы, превышающие размер 2—5 мкм, отделяются в верхних дыхательных путях и, следовательно, не слишком опасны. Однако иногда эти частицы могут оказывать большее разрушающее действие, чем мелкие. При попадании в глаза крупные частицы могут вызвать сильное раздражение, и даже ожог. Частицы меньшего размера поступают внутрь дыхательного тракта, накапливаются в лимфатических узлах и могут привести к отложениям пыли в легких. Кроме общего отрицательного эффекта загрязнения приземного воздуха и поверхности земли твердыми частицами, вредными для дыхательных путей, в золе топлив содержатся в малых дозах примеси металлов, обладающих высокой токсичностью, например мышьяка, свинца, ртути и другие. 1.2 Анализ механизмов образования оксида углерода Одной из наиболее значительных групп токсичных веществ, попадающих в атмосферный воздух, является продукт неполного сгорания топлива - оксид углерода СО Оксид углерода составляет около половины от общего весового количества всех вредных веществ, поступающих в воздушный бассейн городов. Более половины этого количества (десятки миллионов тонн в год) составляют выбросы Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 6 автомобильного транспорта, остальное - агломерационные производства черной металлургии и другие, более мелкие источники (отопительные котлы, вагранки и др.). Оксид углерода - высокотоксичное вещество. Уже при концентрации СО в воздухе порядка 0,01 - 0,02 % при вдыхании в течении нескольких часов возможно отравление, а концентрация 0,2 % (2,4 мг/м3) через 30 мин приводит к обморочному состоянию. Источники загрязнений: - автотранспорт и двигатели внутреннего сгорания; - коксохимическое производство; - производство чугуна (процессы, которые происходят при большом недостатке окислителя). Оксид углерода вступает в реакцию с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин (СО)Hb. К настоящему времени обычное содержание (СО)Hb у жителей крупных городов составляет: у некурящих 1,2-1,9%, а у курящих в 2 раза больше. Содержание (СО)Hb в крови, не зависящее от внешних источников, составляет 0,4%. Однако за 3-4 ч после окончания вдыхания СО кровь здорового человека наполовину очищается от (СО)Hb. Схема образования и выгорания СО при горении углеводородов имеет следующий характер: на начальном участке выгорания углеводородов идет накопление оксида углерода, а затем его окисление по длине камеры сгорания. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 7 Важнейшими задачами является перевод на сжатый природный и сжиженный газ, а также на смесевое топливо (бензин+газ) автобусов и грузового автотранспорта, а впоследствии и части легкового автотранспорта. Проведенные исследования показывают, что при переводе двигателей с бензина на газ выброс в атмосферу СО снижается в 10-15, выброс углеводородов в 5-10, оксидов азота в 2 раза. Из стационарных установок к крупнейшим источникам выброса следует отнести в первую очередь агломерационные фабрики, каждая из которых выбрасывает 1-7 млн м3/ч аглогазов, содержащих до 1 % СО, а также кислородные конвертеры (70-90% в продуктах сгорания), электросталеплавильные печи (23- 32 % СО), вагранки (8 -5 %), мартеновские печи (до 1 %), котлы малой производительности. В металлургических агрегатах, где концентрация оксида углерода велика, его обычно дожигают в котлах-утилизаторах или специальных печах, с предварительным обогащением продуктов сгорания воздухом. Выброс СО котлами происходит в основном при работе на твердом топливе и при неудовлетворительном регулировании процесса горения. Данные о незначительности выброса СО при сжигании мазута и газа и прогноз уменьшения его (практически до нуля) при переводе установок с угля на жидкое и газообразное топливо не всегда подтверждаются. Анализ работы котлов паропроизводительностью до 10 т/ч показывает, что при переводе их с угля на газовое топливо при очень тщательной регулировке системы автоматики можно снизить содержание оксида углерода до 0,01 %, в реальных условиях до 0,02%. Так как выброс котельными установками и печами суммируется с выбросом автотранспорта, следует обеспечить снижение выброса СО малыми установками путем правильного регулирования горения. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 8 1.3 Анализ механизмов образования оксидов азота В ряду основных загрязнителей атмосферного воздуха специальное место занимают оксиды азота. В связи с тем, что большинство приборов и методов измерения основано на определении диоксида азота с предварительным доокислением оксида в диокиси, а также вследствие того, что до 1983 г. были установлены нормы ПДК только на содержание NO2 в атмосферном воздухе, обычно фиксировалась сумма оксидов азота (NO+NO2=NOx). До 1950-1960 - х гг. исследование NOx как загрязнителей атмосферы, выбрасываемых с продуктами сгорания топлива, практически не проводилось, и все внимание было сосредоточено на твердых частицах (зола, пыль, сажа) и сернистом ангидриде. Между тем, как показали исследования, проведенные еще в 1960-х годах, содержание оксидов азота определяет токсичность продуктов сгорания угля и мазута на 40 - 50 %, а природного газа на 90 -95 %. Валовой выброс оксидов азота в атмосферный воздух в различных регионах и городах составляет 6 - 8 % общего выброса всех вредных веществ, уступая лишь выбросу оксида углерода, оксидов серы и твердых частиц. Однако по токсичности NO2 (ПДКмр = 0,0085 мг/м3 по сравнению с 0,5 мг/м3 для SO2 и пыли и 5 мг/м3 для СО) и ввиду активного участия в фотохимических реакциях в атмосфере оксиды азота не уступают по своему воздействию этим трем группам загрязнителей. Способность оксидов азота превращаться в атмосфере в нитраты служит одной из причин возникновения кислых осадков или кислотного дождя. В кислотных дождевых водах часто содержатся высокие концентрации нитратов. Считается, что оксиды азота оказывают меньшее повреждающее действие, чем оксиды серы. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 9 Bо всех исследованиях по образованию оксидов азота в процессах горения исходили из следующих предпосылок: 1. В процессе горения топлива в котлах и других топливосжигающих устройствах образуется только оксид азота. 2. При выходе из дымовой трубы оксид азота сравнительно быстро полностью доокисляется до диоксида азота. Более 95 % от общего количества выбросов оксидов азота (51 млн т/год) во всем мире поступает в атмосферу с продуктами сгорания и жидкого топлива и газа и лишь 2,4 млн т выбрасывает химическая промышленность. В топочных камерах котлов и промышленных печей, где максимальные локальные температуры в факеле достигают 2100 - 2200 К, при наличии свободного кислорода достаточно активно протекает реакция синтеза оксида азота из азота и кислорода. Выход оксида азота растет с увеличением температуры в зоне горения. Обычно количество образовавшегося оксида азота выше предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе в 1000-20000 раз (от 0,2 до 1,5 г/мЗ). После выхода из дымовой трубы в атмосферу основная часть оксида азота переходит в диоксид азота по двум основным реакциям: 1) Изменения концентраций NO2 и О3 имеют взаимно противоположный характер. Таким образом, поглощение NO2 и О3 может уменьшить солнечную радиацию на 10%. 2) При соединении озона, диоксида азота и пероксиацетилнитрата образуются фотохимические оксиданты, являющиеся одной из причин фотохимического смога. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 10 Количество образующихся оксидов азота возрастает быстрее, чем оксидов серы и твердых частиц, так как в отличие от этих загрязнителей, они производятся не только стационарными установками, но и автотранспортом. Кроме того, при замене твердого и жидкого топлива природным газом картина существенно не меняется (а в энергоблоках мощностью более 300 МВт выброс NOx даже возрастает). Необходимо уже в ближайшие годы завершить начатые в широких масштабах работы по снижению образования оксидов азота в котлах электростанций, осуществить мероприятия по снижению выбросов их огневыми промышленными установками, а также автомобильными двигателями. Экспериментальные исследования выявили, что образование диоксида азота происходит в двух зонах: предпламенной и послепламенной. В первой зоне образовавшийся NO2 полностью разлагается. В то же время быстрое перемешивание горячих и холодных областей в турбулентном пламени может привести к быстрому замораживанию NO2, что является причиной появления относительно больших концентраций диоксида азота в холодных зонах потока. Эмиссия NO2 в послепламенной зоне происходит в верхней части топки и в горизонтальном газоходе (при T> 900-1000 К) и при определенных условиях также может достигать заметной величины. 1.4 Анализ механизмов образования диоксида серы Диоксид серы образуется в топках котлов при сгорании серосодержащего топлива. Сера, входящая в состав топлива, достаточно хорошо горит с Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 11 выделением тепла, и в топке вся сгорает. Количество образовавшихся оксидов серы легко определяется по реакции горения серы и практически не зависит от режима работы котла. Применяемые на ТЭС методы позволяют обеспечить надежный приборный контроль текущего содержания серы в топливе, что позволяет контролировать выброс оксидов серы Содержащаяся в топливе сера является источником образования оксидов серы SOx: сернистого SO2 и серного SO3 ангидридов. В состав газообразных топлив сера входит в виде сероводорода H2S или сернистого ангидрида SO2. Сера в мазуте входит главным образом в состав сероорганических соединений и в меньшей степени она присутствует в виде сероводорода H2S и элементарной серы 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O; Sop + O2 = SO2; FeS2 + 11O2 = 2FeO3 + 8SO2. Часть SO2 (1-5 %) затем доокисляется до серного ангидрида (SOз) в ходе гомогенных реакций непосредственно при горении топлива: SO2 + O + M = SO3 + M. где М - любая частица или молекула; SO2 + 1/2 O2 = SO3, а также в результате протекания гетерогенных реакций окисления ЅО2 на поверхностях нагрева с участием катализаторов, которыми могут быть V 2O5 и Fe2O3: SO2 + 0,5 O2 = SO3. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 12 Образование оксидов серы при сжигании сернистых топлив в топочных устройствах в основном происходит на начальном участке факела. Наиболее высокие концентрации паров so3, в несколько раз превышающие равновесные, наблюдаются в непосредственной близости от горелки. Конечная концентрация серного ангидрида ЅО3 в продуктах сгорания не превышает тысячных долей процента и зависит от состава топлива, режима горения, конструкции котла и состояния поверхностей нагрева (рис. 3.2). Как правило доля SO2 составляет 9799 %. а доля SO3 1-3 % от суммарного выхода SOx. Фактическое содержание SO2 в уходящих газах колеблется от 0,08 до 0,6 % об., а концентрация паров so3 - от 0,0001 до 0,008 % об. Оксиды серы являются одними из основных загрязнителей атмосферы. Сернистый ангидрид SO2, представляет собой бесцветный газ с острым запахом. При вдыхании раздражает дыхательные пути, нарушает обменные и ферментативные процессы. При концентрации SO2 в атмосферном воздухе 0,08 мг/м3 ощущается дискомфорт у людей. Наиболее чувствительными к ЅО2 являются хвойные деревья, у которых наблюдается процесс увядания, при содержании в воздухе, начиная с 0,08 0,23 мг/м3. Присутствие сернистого ангидрида совместно с дымом и сажей в атмосферном воздухе (при высокой влажности последнего) является причиной образования в промышленных центрах смогов в утренние часы. Продолжительность нахождения в SO2 в атмосфере сравнительно невелика (от 2-4 до 15-20 сут). За это время происходит его полное окисление Серный ангидрид или триоксид серы (SO3) является бесцветным газом, раздражающим дыхательные пути. Во влажном воздухе образует туман (аэрозоль) серной кислоты, которая активно разрушает металлоконструкции зданий и оборудования. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 13 2 ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА (КЛАСС ОПАСНОСТИ, КАК ВОЗДЕЙСТВУЕТ) ВЛИЯНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ И НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ 2.1 Токсикологическая оценка влияния золы Зола – это отход, имеющий 4-ый класс опасности. Зола попадает при дыхании в легкие, разлетается по воздуху, загрязняет окружающую среду химическими веществами. Угольная зола содержит много токсичных веществ, которые могут повлиять на здоровье человека, если люди подвергаются их воздействию в виде твердых частиц в концентрации выше определенной. Поэтому необходимо избегать ситуаций, в которых сотрудники, работающие на угольных электростанциях, или представители общественности, живущие вблизи свалок угольной золы, будут подвергаться воздействию высоких концентраций угольной золы. Воздействие угольной золы на здоровье можно рассматривать как частный случай воздействия твердых частиц (загрязнение частицами). Соответственно, необходимо оценивать риск для здоровья мельчайших частиц угольной золы (вдыхаемых частиц), поскольку они могут попасть в легкие. Для оценки этого риска уровни воздействия твердых частиц на работников или представителей общественности сравниваются с "безопасными пороговыми уровнями". Что касается здоровья работников, ACGIH ежегодно публикует брошюру с таблицами, представляющими значения порогового уровня (TLV) - максимально допустимые Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 14 концентрации - для широкого спектра веществ и материалов. Частицы угольной золы относятся к категории, называемой "PNOS - Частицы, не указанные иным образом". Для этой категории, иначе известной как "вредная пыль", значение TLV составляет 3 мг /м3 для вдыхаемых частиц (размером менее 10 микрометров). Загрязненный воздух, в составе которого присутствует копоть, пыль, сажа, воздействие на человека оказывает остро негативное. Такие побочные продукты могут спровоцировать появление кожных заболеваний, патологий бронхолегочной системы. Также наносится существенный урон растительному и животному миру, сельскому и лесному хозяйству. Чем меньше размеры частиц сажи, тем большей проникающей способностью они обладают. Кроме того, мелкодисперсная сажа, взвешенные частицы которой попадают в воздух, оседает гораздо дольше крупных частиц, что увеличивает ее опасность. 2.2 Токсикологическая оценка влияния оксида углерода Оксид углерода, вредность которого для человека известна даже школьникам, образуется как в свободном пространстве, так и в вентилируемых производственных помещениях. Ежегодно от подобного отравления гибнет около трех тысяч человек. Отравления могут быть случайного вида (несчастные случаи на производстве), намеренного варианта (при попытке суицида). Как попадает в организм оксид углерода? Опасность для человека состоит в негативном воздействии на систему карбоксигемоглобин, дыхательных нарушающий Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата путей. связывание В организме образуется кислорода. Возникает КР.20006465 Лист 15 масштабное кислородное голодание, результатом которого часто является летальный исход. В некоторых случаях смерть наступает спустя 10-12 дней после получения дозы угарного газа. Среди основных результатов попадания угарного газа в организм человека: поражения белого и серого вещества, приводящие к нарушениям функций мозга, утрате логического мышления, тромбозам, кровоизлияниям; проблемы с сетчаткой глаза, нарушения зрительных функций; отеки, отмирание кожи и тканей мышц; потеря слуха; проблемы с вестибулярным аппаратом; почечная недостаточность; замирание плода у беременных женщин; паралич, психические расстройства; аритмия, астма сердца, инфаркт миокарда, гипертония; некрозы тканей легких; ослабление иммунной системы. Класс опасности оксида углерода - 4-й. Оксид углерода, вред для человека которого очевиден, оказывает общее токсическое действие. Повышенное содержание его в организме приводит к поражению отдельных его частей: кроветворных органов, нервной системы, почек, печени. При повышенном содержании данного соединения нарушается перемещение кислорода по организму, в результате чего человек испытывает кислородное голодание. Для того чтобы избежать негативных последствий, среди которых возможен и летальный исход, необходимо соблюдать основные правила безопасности. К примеру, помещение, в котором осуществляется химический процесс неполного сгорания различных видов топлива, должно быть оснащено качественной вентиляцией (проветриваться). Учитывая, что при сильной интоксикации человека парами угарного газа последствия могут проявляться не сразу, а спустя несколько дней, необходимо медицинское наблюдение за пострадавшими лицами от этого неорганического соединения. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 16 2.3 Токсикологическая оценка влияния диоксида серы По степени воздействия на человеческий организм сернистый ангидрид относится к III классу опасности («умеренно-опасное химическое вещество») согласно ГОСТ 12.1.007-76. Диоксид серы, это ядовитый газ, при вдыхании которого в концентрации в воздухе более 0,5 мг/м3 в течение более 20 минут, с применением специальных методов исследований, в организме человека могут быть найдены экспериментально подтверждаемые изменения. Такая концентрация установлена в Российской Федерации (РФ) как предельно допустимая (ПДК) для зоны проживания людей. Диоксид серы приводит также к разрушению в организме витаминов В1 и В12. Но наиболее чувствительными к присутствию оксидов серы в воздухе являются растения. Для хвойных пород ПДК установлена на уровне 0,35 мг/м3. Большинство людей субъективно такую концентрацию не ощущает. Для рабочей зоны ПДК в РФ составляет 10 мг/м3 , т.е. в 20 раз выше. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) концентрация 0,5 мг/м3 допустима не более 10 минут. В противном случае у людей, страдающих астматическими заболеваниями при выполнении физических нагрузок, наблюдаются проблемы с дыханием и респираторные симптомы. Это не относится к рабочей зоне, т.к. предполагается, что люди, с такими заболеваниями на производстве не работают Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 17 Выбросы диоксида серы в атмосферу напрямую связаны с кислотными дождями, которые влияет на окружающую среду несколькими способами: препятствует размножению и росту растений; влияет на pH речной воды, тем самым препятствуя росту популяции рыб; в дополнение к коррозионным материалам, влияющим на памятники и здания в городских центрах. Поскольку это газ, вредный для окружающей среды и здоровья человека, диоксид серы был включен в состав параметры качества воздуха постановлением Национального совета по окружающей среде (Конама). Газ наносит вред здоровью человека, приводит к закислению почвы, интоксикации животных, растений, нарушению баланса экосистемы. Токсичное вещество задерживается в воздухе на несколько дней, а иногда и несколько часов, но, несмотря на это, при обнаружении диоксида серы необходимо сразу предпринять некоторые действия. Диоксид серы оказывает вред организму человека, попадая через дыхательные пути. При небольших концентрациях в воздухе ощущается запах зажженной спички. Во рту создается неприятных вкус и характерный чесночный запах из ротовой полости, начинается раздражение слизистой глаз и кашель. Диоксид серы вреден для организма тем, что разрушает витамин В1 и дисульфидные мостики в белках. При сильном отравлении газом появляются спутанность сознания, затруднение речи, становится трудно дышать и глотать, открываются рвота и носовое кровотечение. Повышается температура тела. При обнаружении первых признаков отравления диоксидом серы врачи рекомендуют выпить активированного угля и вызвать врача. 2.4 Токсикологическая оценка влияния оксидов азота Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 18 Класс токсической опасности – 3. Оксид азота является естественным компонентом атмосферы. Однако интенсивное использование искусственных азотных удобрений и сжигание ископаемого топлива в двигателях внутреннего сгорания составляет большую часть антропогенных выбросов оксида азота. На него приходится около 6% глобального потепления. Если общее ежегодное выделение оксидов азота в мире оценивалось в 1967 г. в 53 млн. т, то уже в 1995 г. оно составило 130 млн. т. Парниковая активность закиси азота в 298 раз выше, чем у углекислого газа. Все оксиды азота физиологически активны, относятся к третьему классу опасности. Оксид азота N2O обладает наркозным эффектом. Оксид азота NO — сильный яд, оказывающий влияние на центральную нервную систему, а также вызывающий поражение крови за счёт связывания гемоглобина. Относительно высокой токсичностью (при концентрации выше 0,05 мг/л) обладает и оксид азота NO2. Он раздражает дыхательные пути и угнетает аэробное окисление в легочной ткани, что приводит к развитию токсического отёка легких. Для болеющих астмой и аналогичных больных повышается риск отрицательных легочных эффектов при содержании диоксида азота значительно меньшем, чем тот, на который не наблюдается реакция у здоровых людей. Оксиды азота могут отрицательно влиять на здоровье сами по себе и в комбинации с другими загрязняющими веществами. Оксиды азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков. В дополнение к косвенному воздействию (кислотный дождь), длительное воздействие диоксида азота в концентрации 4701880 мкг/м3 может подавлять рост некоторых растений (например, томатов). Значимость атмосферных эффектов оксидов азота связана с ухудшением видимости. Диоксид азота играет важную роль в образовании фотохимического смога. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 19 3 РАСЧЁТ МАКСИМАЛЬНЫХ РАЗОВЫХ (ГРАММ/С) И ВАЛОВЫХ(ТОНН/ГОД) ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ГОРЕНИИ ТОПЛИВА 3.1 Расчет фактических выбросов твердых частиц (золы) при сжигании топлива Мтв.ч = ВТ ∙ АР ∙ ꭓ ∙ (1 − μ3 ), (3.1.1) где ВТ – расход топлива, сжигаемого в паровом котле г/с АР – содержание золы в топливе на рабочую массу ꭓ - доля твердых частиц, улавливаемых вместе с продуктами сгорания μ3 – степень улавливания твёрдых частиц в золоуловителе, принимаем равным 0 По формуле (5.1.1) фактические выбросы твёрдых частиц: Мтв.ч = 500 ∙ 1000 3600 ∙ 31 ∙ 0,035 ∙ (1 − 0) = 15,069 г/с или 429,66 тонн/год 3.2 Расчет выбросов диоксида серы при сжигании топлива в паровом котле MSO2 = 0.02 ∙ ВТ ∙ S P ∙ (1 − ƞ,so2 ) ∙ (1 − ƞ"so2 ), (3.2.1) где S P – содержание серы в топливе на рабочую массу в % ƞ,so2 - доля SO2 связываемого летучей золой, принимаем равным 0,1 для угля Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 20 ƞ"so2 - доля SO2 улавлимаемого в очистном устройстве (золоуловителе) Тогда: MSO2 = 0.02 ∙ 500 ∙ 1000 3600 ∙ 6.1 ∙ (1 − 0.1) ∙ (1 − 0) = 15.25 г/с или 434,81 тонн/год 3.3 Расчёт выбросов СО при горении q4 p МCO = 0,001 ∙ ВТ ∙ Q H ∙ k CO ∙ (1 − 100 ), (3.3.1) где ВТ − то же, что и в формуле (5.1.1) p Q H − низшая теплота сгорания топлива на рабочую массу k CO − количество СО на единицу теплоты, выделяющееся напри горении топлива, кг/ГДж q4 потери теплоты, вследствие механической неполноты горения МCO = 0,001 ∙ 500 ∙ 1000 5,5 ∙ 19650 ∙ 0,7 ∙ (1 − ) = 1805,34 г/с 3600 100 Или МCO =514763,96 тонн/год 3.4 Расчёт выбросов NO2 при сжигании топлива p МNO2 = 0,001 ∙ ВТ ∙ Q H ∙ k NO2 ∙ (1 − β), Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 (3.4.1) Лист 21 где k NO2 − параметр, характеризующий количество NO2 из общего количества оксидов, образующихся на единицу теплоты при горении топлива, принимается в зависимости от паропроизводительности котла β − коэффициент показывающий степень снижения выбросов диоксида азота в результате применения воздухоохранных мероприятий, в первом расчёте принимается равным 0 М𝑁𝑂2 = 0,001 ∙ 500 ∙ 1000 ∙ 19650 ∙ 0,23 ∙ (1 − 0) = 627,71 г/с 3600 Или М𝑁𝑂2 =17897,2 тонн/год Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 22 4 РАСЧЁТ ПДВ (ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ДЛЯ ПАРОВОГО КОТЛА (Г/С) Предельно допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу рассчитываются по формуле: ПДВ𝑖 = (ПДК𝑖 −𝐶ф𝑖 )∙𝐻 2 ∙ 3√𝑉1 ∙𝛥Т 𝐴∙𝐹∙𝑚∙𝑛∙𝜈 , (4.1) где 𝐴 − коэффициент, определяющий температурную стратификацию атмосферы (для Дальнего Востока принимаем A = 200); F − безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферу, определяемый по ОНД-86. Для газообразных веществ принимаем F = 1, для твердых веществ, при отсутствии очистки F = 3; ΔТ − разность между температурами выбрасываемой смеси и температурой атмосферного воздуха (для самого жаркого месяца); ΔТ = Тг − Тв = 200 − 35 = 165℃ V1 − расход газо-воздушной смеси, определяется как: V1 = π∙D2 4 ∙ ω0 , (4.2) ν − коэффициент рельефа местности, на которой расположена котельная, принимаем равным 1 H − высота дымовой трубы, принимаемая 25-30 м π ∙ 12 V1 = ∙ 10 = 7,85 4 Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 23 ПДКi − значение предельно допустимой максимальной разовой концентрации (мг/м3), принимаем равными для каждого вещества ПДКтв.ч = 0,15, ПДК𝑁𝑂2 = 0,085, ПДКСО = 5,0, ПДКSO2 = 0,5. Cфi − значение фоновой концентрации вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, принимаемый равным 0 m, n − безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из дымовой трубы, определяемые по графикам по ОНД-86 в зависимости от следующих параметров: f = 1000 ∙ ω20 ∙D H2 ∙ΔТ , (4.3) где ω0 − средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из дымовой трубы, принимаемая равной 8-10 м/с; D − диаметр устья дымовой трубы, принимаем равным 0,8-1 м 102 ∙ 1 f = 1000 ∙ 2 = 0.673 30 ∙ 165 3 ϑM = 0,65 ∙ √ V1 ΔТ H , (4.4) 3 7,85 ∙ 165 ϑM = 0,65 ∙ √ = 2,28 30 3 ПДВсажи (0,15 − 0) ∙ 302 ∙ √7,85 ∙ 165 = = 2,53 200 ∙ 3 ∙ 1 ∙ 0,97 ∙ 1 ПДВ𝑁𝑂2 (0,085 − 0) ∙ 302 ∙ √7,85 ∙ 165 = = 4,3 200 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 0,97 ∙ 1 3 Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 24 3 ПДВСО (5 − 0) ∙ 302 ∙ √7,85 ∙ 165 = = 252,9 200 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 0,97 ∙ 1 3 ПДВSO2 (0,5 − 0) ∙ 302 ∙ √7,85 ∙ 165 = = 25,29 200 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 0,97 ∙ 1 Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 25 5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Наименование вредного вещества Фактический выброс ПДВ Превышение над ПДВ г/с г/с Твердые частицы 15,069 2,53 12,539 Диоксид серы 15,25 25,29 - Оксид углерода 1805,34 252,9 1552,44 Диоксид азота 627,71 4,3 623,41 Вывод: фактические выбросы сажи, диоксида азота и угарного газа превышают предельно-допустимые значения. Необходимо разработать комплекс воздухо-охранных мероприятий по данным веществам. В данной работе будут рассматриваться мероприятия, способствующие уменьшению выбросов уксидов азота и углекислого газа. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 26 6 РАЗРАБОТКА ВОЗДУХО-ОХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОКРАЩЕНИЮ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ 6.1 Разработка воздухо-охранных мероприятий по сокращению выбросов оксидов азота в атмосферу В последнее время в нашей стране и за рубежом большое внимание исследователей уделяется методам снижения выбросов загрязняющих веществ, включая оксиды азота (NOx) непосредственно в топках котлов. Очистка продуктов сгорания от вредных примесей технически сложна и экономически нерентабельна, поскольку относительно малые концентрации вредных веществ извлечь из достаточно больших объемов дымовых газов крайне затруднительно. В то же время изменение топочного процесса в нужном направлении может привести к сокращению выбросов токсичных веществ без дорогостоящих мероприятий по очистке дымовых газов. Ниже изложены основные направления борьбы с выбросами оксидов азота для котлоагрегатов работающих на различных видах топлива. При сжигании природного газа, не содержащего связанного азота, для подавления выбросов оксидов азота необходимы методы, ограничивающие образование "воздушных" NOx, т. е. влияющие на снижение температурного уровня в зоне горения. При сжигании мазута в высокофорсированных топочных устройствах или качественных углей в топках с жидким шлакоудалением, когда максимальные температуры в топке достигают 1900… 2000 К, уменьшение температуры в зоне горения также имеет значение, хотя уже не является столь эффективной мерой подавления выбросов N0x. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 27 С другой стороны, имеется достаточное количество пылеугольных котлов, в которых высоковлажные и зольные угли сжигаются в топках с твердым шлакоудалением с максимально развиваемой температурой 1600...1700 К. Понятно, что для снижения выбросов N0x практически бесполезно дальнейшее уменьшение температурного уровня. В этом случае более эффективны методы, воздействующие на изменение концентрации окислителя в реакционной зоне. На рис. 1 представлена схема классификации теплотехнических методов снижения вредных выбросов с продуктами сгорания котлоагрегатов, которая охватывает наиболее апробированные в промышленности " NOx". Как показали результаты многочисленных исследований, частичная рециркуляция дымовых газов в топочную камеру является одним из эффективных методов подавления выбросов N0x. В этом случае дымовые газы на выходе из котла забираются и подаются в топку либо через шлицы под горелками, либо через кольцевой канал вокруг горелок, либо путем подмешивания газов в воздух перед горелками. Последний способ ввода рециркулирующих газов обеспечивает наибольшее снижение температуры в зоне горения. Рециркуляция дымовых газов наряду с уменьшением температурного уровня в топке приводит к снижению концентрации кислорода, т.е. к растягиванию зоны горения и более эффективному охлаждению этой зоны топочными экранами. Подмешивая до 20-25 % продуктов сгорания в воздух, удается снизить содержание N0x на 30-35 %. Подача воды или пара в зону горения также приводит к снижению выбросов оксидов азота. Этот способ предусматривает впрыск влаги в количестве 3-5 % от расхода топлива, что по аналогии с вводом рециркулирующих газов уменьшает максимальную температуру в зоне горения. По сравнению с обычным сжиганием газа и мазута данный метод позволяет на 10 % подавить образование Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 28 N0x. Кроме того, впрыск влаги в топку эффективен не только для подавления оксидов азота, но и для уменьшения образования оксида углерода, углеводородов и сажистых частиц вследствие увеличения их скорости выгорания за счет повышения концентраций радикалов Н* и ОН*в реакционной зоне [15]. Снижение температуры подогрева и уменьшение избытка воздуха в топке котлоагрегата также несколько сокращают образование Noх как за счет уменьшения температурного уровня в зоне горения, так и за счет падения концентрации свободного кислорода. Радикальным способом подавления образования оксидов азота является организация многоступенчатого сжигания топлива. В отличие от традиционного (одноступенчатого) сжигания топливо сжигают в несколько ступеней, подводя на каждой ступени только часть воздуха, необходимого для горения. В котельной практике иногда применяют двухступенчатое сжигание топлива, а в некоторых случаях - трех- и много-ступенчатое (если позволяет объем пространства в топочной камере, необходимого для завершения выгорания топлива). Зарубежный и отечественный опыт эксплуатации котлов свидетельствует о возможности в 1,5-2,0 раза уменьшить концентрацию №0x в продуктах сгорания при организации двухступенчатого сжигания (по сравнению с обычным сжиганием топлива). Сущность данного метода заключается в том, что в первичную зону горения подается воздуха меньше, чем необходимо теоретически, т. е. а, <1(а = 0,85...0,95), а во вторичную зону с некоторым избытком: a1 > 1(aн = 1,3...1,35). В результате в первичной зоне происходят снижение максимальной температуры в ядре факела и уменьшение содержания кислорода, что способствует подавлению образования оксидов азота. Из-за разбавления продуктами сгорания последующее горение протекает при более низкой температуре, вследствие чего во вторичной зоне горения оксиды азота Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 29 фактически не образуются. Конструктивно метод двухступенчатого сжигания топлива можно осуществить в котельных агрегатах с двухъярусным расположением горелок на высоте топочной камеры. При этом практически не требуется существенной реконструкции котла, связанной с дополнительными затратами. Перечисленные выше теплотехнические способы при комплексном их использовании могут существенно снизить образование оксидов азота в топке. В табл. 6.1 приведены данные по экологической эффективности названных методов подавления оксидов азота в топках котлоагрегатов. Выбор приоритетных методов сокращения выбросов NOx выхода из котлоагрегатов должен определяться в каждом конкретном случае не только технико-экономическими соображениями, но и конструктивными особенностями котельных агрегатов. Описаны случаи, когда мероприятия, успешно внедренные на одном котле, оказались совершенно непригодными на котлоагрегате с другой конструкцией топочной камеры или при изменении некоторых характеристик сжигаемого топлива. Есть способы, эффективно подавляющие образование N0x в котлах с большим топочным объемом, которые в то же время неприемлемы для котлоагрегатов с малыми топками. Так например, для котлов с небольшими по объему топочными камерами практически недопустим метод рециркуляции дымовых газов, поскольку наряду с подавлением оксидов азота резко возрастают выбросы оксида углерода, сажи и углеводородов. В подобных котлах целесообразно применение методов интенсивного охлаждения факела путем дополнительного экранирования топки, рассредоточения фронта горения, т.е. использования в котлоагрегатах большого числа маломощных горелок взамен одной Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 горелки высокой Лист 30 теплопроизводительности, а также путем секционирования топки двухсветными экранами. Сущность последнего метода заключается в интенсификации теплообмена в топках котлов, что уменьшает время протекания реакции окисления азота в зоне горения за счет увеличения скорости охлаждения продуктов горения. В работе показано, что применительно к котлоагрегатам и печам секционирование топок двухсветными экранами позволяет на 20-30 % сократить выход оксидов азота. Реальные возможности практического использования на предприятиях железнодорожного транспорта указанных теплотехнических способов следует рассматривать комплексно, т. е. с учетом протекания в топках котлов взаимосвязанных процессов горения, теплообмена и образования не только оксидов азота, но и сопутствующих загрязняющих веществ в дымовых газах. Чаще всего на практике при эксплуатации котлоагрегатов для подавления образования N0x используют метод снижения избытка воздуха в топке. Однако в этом случае появляется опасность загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода, сажей и углеводородами. Поэтому данный способ можно рекомендовать для котельных агрегатов при условии хорошего смесеобразования и в сочетании с мероприятиями дожигания продуктов неполного сгорания в хвосте Факела. Таблица 6.1 – Эффективность теплотехнических способов уменьшения образования оксидов азотов в топках котлов Вид топлива Возможные пределы снижения образования NOx, % Снижение Двухступенчатое избытка сжигание Рециркуляция Ступенчатое Рециркуляция Впрыск части горение при горение при влаги в воздуха в дымовых малых 𝛼 𝑇 малых 𝛼 𝑇 факел топке 𝛼 𝑇 газов Мазут 33 40 33 73 70 10 уголь 25 35 33 60 55 10 Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 31 6.2 Разработка воздухо-охранных мероприятий по сокращению выбросов оксида углерода в атмосферу К мероприятиям, проводимым по снижению выбросов оксида углерода, относятся: - термические способы удаления СО; - утилизация больших количеств газа в котлах-утилизаторах; - каталитический дожиг отходящих газов; 6.2.1 Термические способы удаления СО из дымовых газов Термические способы удаления СО из дымовых газов используют, когда концентрация СО в дымовых газах превышает 3 %, при сравнительно небольших объемах отходящих газов, когда затраты на их нагрев до температуры воспламенения невелики. Термические методы (в чистом виде, т.е. без использования дополнительного тепла) пригодны для обезвреживания газов только при содержании СО более 12 % или температуре газов более 850-900 °С. Термические методы (дожиг в специальных камерах на свечах) применяются в нашей ЧМ для обезвреживания конвертерных газов перед сбросом в атмосферу и газов закрытых ферросплавных печей. Учитывая повышенное содержание СО в этих газах (75-90 %), такой способ обезвреживания нельзя признать Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 32 рациональным. Газы чугунолитейных вагранок (содержат до 15 % СО) обезвреживают двумя способами: дожигом в самой вагранке (иногда сдобавлением небольшого количества природного газа) и дожигом в специальных выносных топках с использованием тепла дымовых газов для пдогрева воздуха дуться до 170-190 °С (последний способ чаще применяется в крупных вагранках – шахтных печах для плавки чугуна в литейных цехах). 6.2.2 Каталитическое дожигание оксида углерода Каталитическое дожигание органических веществ и оксида углерода является одним из наиболее перспективных методов газоочистки, если учесть его возможности: – перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей; – добиваться высоких степеней очистки; – вести процесс непрерывно; – избегать в большинстве случаев образования вторичных загрязнителей. Недостатки метода: высокая стоимость катализаторов. Каталитическая очистка газообразных выбросов в атмосферу основана на гетерогенном катализе и служит для превращения примесей в безвредные соединения, или в соединения, легко удаляемые из газовой смеси. Основные преимущества каталитического метода сжигания по сравнению с ближайшим аналогом – термическим способом дожига – заключается в ряде его Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 33 технологических эффективности, и эксплуатационных экономичности, свойств, отсутствия а вредных именно: высокой побочных явлений (образования оксидов азота). Каталитический метод за счет снижения температуры процесса до 200-400 °С в несколько раз (2-2,5) дешевле термического дожигания из-за соответствующего сокращения расхода энергии на подогрев газов, обеспечивает более полное удаление примесей (97-99,9 %). Каталитическое окисление в стационарном режиме протекает при более низких температурах, чем воспламенение органических веществ, а это повышает безопасность очистки. В настоящее время промышленность выпускает 3 типа катализаторов глубокого окисления СО и углеводородов. 1. Цельнометаллические катализаторы – считаются лучшими; металлы платиновой группы или их смеси с неблагородными металлами наносятся на нержавеющую сталь. Срок службы – 10 лет (производство США, фирма KAVAG). 2. Керамические катализаторы (соты, решетки), промотированные металлами платиновой группы или оксидами неблагородных металлов (меди, хрома, марганца, никеля, кобальта, титана, ванадия и т.д.). Срок службы – 2-3 года. 3. Насыпные катализаторы. Их активное вещество и металлы платиновой группы, и оксиды неблагородных металлов, нанесенные на носители (γ-Al2O3, SiO2). Внешне представляют собой шарики, червячки, таблетки, гранулы неправильной формы. Отечественные разработки ведутся в основном на катализаторах такого типа. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 34 6.2.3 Утилизация СО в котлах-утилизаторах Помимо котлов-утилизаторов теплообменного типа, установленных на потоке дымовых газов из регенератора, некоторое распространение получили котлы-утилизаторы с дожиганием оксида углерода. В газах регенерации содержится в среднем 5 - 7 % (объемных) CO. При такой низкой концентрации CO может сгорать только в присутствии специальной катализирующей насадки или с затратой дополнительного топлива. Затрата дополнительного топлива оправдывается лишь в том случае, если на заводе имеется потребность в паре высокого давления. Однако выбрасывать дымовые газы с высоким содержанием CO в атмосферу недопустимо, и при отсутствии котла-утилизатора раньше использовали дымовые трубы с увеличенной высотой. Минимальная температура в топке котла, обеспечивающая воспламенение газа, содержащего СО, и достаточно быстрое устойчивое горение, составляет около 1000о С. Существуют котлы производительностью 200 т пара и более в час. Обследование котлов-утилизаторов, имеющихся на крекинг-установках с псевдосжиженным слоем катализатора, показывает, что КПД котлов составляет 66 – 87 %. Вырабатываемый пар имеет давление 4 МПа; он может быть использован в паротурбинных приводах к воздуходувкам и насосам. Дожигатели CO до сих пор используют на большинстве установок ККПС, поскольку высокотемпературная регенерация - метод относительно новый. Но высокотемпературная регенерация имеет ряд значительных преимуществ перед обычной регенерацией. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 35 Практически полная регенерация катализатора может быть достигнута при более низких температурах, если использовать промотированный катализатор окисления CO. В отношении эффективности крекинга эти катализаторы не отличаются от непромотированных, но они содержат металл, который катализирует реакцию регенерации: С + O2 → CO2. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 36 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В проделанной работе, по сбору теоретических данных и расчёту предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу для парового котла, мы, на основе анализа механизмов образования вредных веществ при горении, смогли подтвердить наличие этих самых веществ в топке парового котла. Также, неотъемлемой частью работы, является проведение токсикологической оценки влияния вредных веществ на здоровье людей и на окружающую среду, чтобы на основе системы оценок рассчитать максимальные разовые и валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при горении топлива. Благодаря расчёту предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу для парового котла, на основе исходных данных, был составлен анализ результатов уровня загрязнения атмосферы и превышений выбросов вредных веществ. Полученные в результате расчёта данные, о превышении выбросов диоксида азота, угарного газа и частиц золы, подразумевают разработку воздухоохранных мероприятий по сокращению вредных выбросов в атмосферу. Таковыми методами, в основном, стали: снижение максимальной температуры горения для диоксида азота, и дожигание топлива для угарного газа. Благодаря проанализированному расчёту предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу, на основе расчётной части с исходными данными, и рассмотренным методам воздухо-охранных мероприятий, для снижения выбросов вредных веществ, данная работа может стать примером и дополнением к руководству, по выбору оптимальных компонентов и устройств парового котла. Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 37 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 В. Д. Катин, С. В. Булгаков «Проблемы сокращения вредных выбросов в атмосферу из нефтезаводских печей»: Монография – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-т, 2019. - 192 с.; 2 В. Д. Катин, В. И. Нестеров, М. Н. Шевцов «Основы теории горения газов»: Учебное пособие - Хабаровск : Изд-во ТОГУ, 2017. - 129 с.; 3 Земенков Ю.Д. «Справочник инженера по эксплуатации нефтегазопроводов и продуктопроводов»: Учебно-практическое пособие – Москва.: «Инфра-Инженерия», 2006. - 928 с.; 4 ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий / Госстрой СССР, 1987. - 66 с.; 5 В. Д. Катин, В. И. Нестеров «Теоретические основы проектирования и эксплуатации магистральных нефтепроводов»: Учебное пособие – Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2022. — 137.; 6 Исследование процессов образования загрязняющих веществ при горении / ГУБЕРТ А.В., КОРЕПАНОВ М.А., МИХАЙЛОВ Ю.О. Ижевский государственный технический университет, Ижевск, Россия – 2020 7 Эколого-гигиенические и токсикологические аспекты воздействия на организм оксида азота и его прекурсоров/ И.М. Трахтенберг, В.В. Бабиенко, «Институт медицины труда НАМНУ», 01033, г. Киев, Украина - 2013 8 URL: Промышленная гигиена – что такое сажа и почему она опасна: [сайт]. https://blog.perhim.ru/promyshlennaya-gigiena-chto-takoe-sazha-i-pochemu- ona-opasna/?ysclid=lgaw1nm9m3641756358 (дата обращения 20.02.2023) Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 38 Токсикологическая характеристика оксидов азота: [сайт]. 9 URL: https://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-183999&ysclid=lgbz7exal156978291 (дата обращения 8.03.2023) 10 Диоксид серы: что это такое, состав, вред: [сайт]. URL: https://forma(дата slova.com/ru/articles/2974-sulfur-dioxide-what-is-it-structure обращения 8.03.2023) 11 Оксид углерода: класс опасности, определение, свойства, получение, ПДК вредных веществ и классификация ООН: [сайт]. URL: https://fb.ru/article/444674/oksid-ugleroda-klass-opasnosti-opredelenie-svoystvapoluchenie-pdk-vrednyih-veschestv-i-klassifikatsiya-oon?ysclid=lgsuhra10954392450 (дата обращения 9.04.2023) 12 Очистка газов от оксида углерода, ПАУ и канцерогенных веществ: [сайт]. URL: https://poznayka.org/s82826t1.html?ysclid=lh63omgw5r850246581 (дата обращения 9.04.2023) 13 Снижение выбросов оксида углерода от установок каталитического крекинга в атмосферу: [сайт]. URL: https://studbooks.net/842521/ekologiya/snizhenie_vybrosov_oksida_ugleroda_ustanov ok_kataliticheskogo_krekinga_atmosferu?ysclid=lh644tykfy963285254 (дата обращения 23.04.2023) Изм. Кол.учЛист№док. Подп. Дата КР.20006465 Лист 39
