Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей природной среды в угольной промышленности (НИИОСуголь)
ВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА
по расчету количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при сжигании топлива, сушке угля и плавке металла на предприятиях угольной промышленности
Се Oessn. 19 76
Министерство угольной промышленности СССР
Юесоюзннй научно-исследовательский н проектно-конструкторский дститут охраны акружаадвй природной среды в угольной промышленности (НИЮСуголъ)
УТВЕРЖДЕНА Ламестн i с. »см Ммиксера угольной промышленности СССР
И. П. Федотовым !2} MBp.j £>70 г.
ВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА
по расчету количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при ежжгонни топлива, суш» угля в плавке металла на предприятиях угольной промышленности
Сс Со?г?%
1976
GUcx- количество угля, поступающего в сушилку # г/ч ;
W - количество испаренной влаги , г/ч ;
T]qjpi- фракционные к.п.д. пылеулавливающих аппаратовt
2.3. Ситовый состав угля, поступающего на сушку, определяется гравиметрическим методом. Если на фабрике отсутствуют данные по содержанию фракций в классе 0-1 мм, для ориентировочных расчетов можно использовать данные, приведенные в табл. 2.
Фракционные к.п.д. пылеуловителей приведены в табл. 3-6.
2.4. По количеству угля, поступающего в сушилку, и количеству испаренной влгги определяется количество высушенного угля, т.з. производительность сушильной установки по сухоцу продукту:
Gcyx^Gucx ^ т/4 1
где GcyX“ количество высушенного угля, т/ч;
Gucx - количество угля, поступающего в сушилку, т/ч; W - количество испаренной влаги, т/ч.
2.5. Выброс пыли в атмосферу определяется по формуле:
G пыль“ ^СУХ ( 1“ ^сист) Т/4 t где Gnwiv выброс пыли в атмосферу, т/ч;
Gcux - производительность сушилки по сухому продукту, т/ч;
Т^сист “ к.п.д. системы пылеулавливания, в долях ед.
2.6. К.п.д. системы пылеулавливания, имеющей три ступени очистки, определяется по формуле:
(12) *10
|
Средяжй ситовый с ос res угля, поступащего на судку, %
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
Бассейн |
♦2,0 |
-2,0
♦1,0 |
& А
<Л о |
-0,5
♦0,25 |
-0,25
+0,12 |
-0,12
♦0,06 |
-0,06
♦0,03 |
-0,03
+0,015 |
-0,015
+0,005 |
-0,005
+0,000 |
|
КуэнецккЯ, Е(м« 40»-^ |
48,5 |
10,6 |
11,6 |
6.7 |
6,9 |
5,9 |
4,1 |
3,3 |
1.5 |
0,9 |
|
Карагаящга-
ский,
Xq., = 50.0JC |
27,6 22,4 |
7.2 |
5,6 |
4,5 |
5,8 |
4,5 |
16,1 |
5.4 |
0,9 |
|
Донецкий,
£<М* 27,St |
65,2 |
7,3 |
3,6 |
2.4 |
2,9 |
5,6 |
7,6 |
4,6 |
0,6 |
0,2 |
|
|
Примечание: 1^,- процент содерианжя фракцжй класса 0-1 ик в исходной сырье. |
Табджца 3
Фракционные к.п.д. разгрузочных аппаратов труб-сушждок, %
|
|
|
|
ГИлравлч- |
|
Разгрузочные
аппараты |
♦ 2 |
-2 ♦ I |
-I
■♦0,5 |
-0,5
40,25 |
-0,25
40,12 |
-0,12
+0,06 |
-0,06
40,03 |
-0,03
40,015 |
-0,015
40,005 |
-0,005
40,000 |
ческое сопротивление, юг вод.ст. |
|
Циклов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 3300 мы |
100 99,6 |
98,1 |
96,0 |
90,0 |
77,0 |
50,0 |
24,0 |
12,8 |
4,6 |
70 |
|
Гравитационный сепаратор |
100 |
98,5 |
95,1 |
90,5 |
82,7 |
57,4 |
27,7 |
14,7 |
7,7 |
3,1 |
45 |
|
Циклон
0 2350 им |
|
|
|
|
|
100 |
97,3 |
93,1 |
84,6 |
74,0 |
80 |
|
Таблица 4
Фракционные к.п.д. разгрузочных камер барабанных сутлох, % |
|
Влажность сухого угля, % |
Размер фракций, мм |
Гидравлнчес- |
|
♦2 |
- 2 |
-I |
-0,5 |
-0,25 |
-0,12 |
-0,06 |
-0,03 |
-0,015 |
-0,005 |
KUo COupUTJU5“
денке, му |
|
|
+ I |
■»0,5 |
+0,25 |
+0,12 |
+0,06 |
+0,03 |
+0,015 |
+0,005 |
+0,000 |
вод. ст. |
|
6,0 |
100 |
99,95 |
99,0 |
98,4 |
93,3 |
80,6 |
80,6 |
63,2 |
38,0 |
8,0 |
15-20 |
|
7.0 |
100 |
100 |
99,8 |
98,9 |
94,5 |
89,0 |
82,7 |
67,0 |
45,2 |
15,0 |
И |
|
8,0 |
100 |
100 |
99,9 |
99,0 |
96,0 |
90,8 |
84,1 |
69,3 |
51,6 |
22,2 |
т |
|
8,5 |
100 |
100 |
100 |
99,2 |
96,3 |
91,5 |
85,0 |
70,0 |
53,5 |
25,0 |
т |
|
9,0 |
100 |
100 |
100 |
99,8 |
97,6 |
93,2 |
86,0 |
72,5 |
53,2 |
29,5 |
т |
|
10,5 |
100 |
100 |
100 |
100 |
99,5 |
97,0 |
89,5 |
77,0 |
69,0 |
40,0 |
т |
|
со
фрвЕЩОКННе к.п.д. пылеуловителей твхяодогхчвсхоа о части газов, %
|
|
Размер $ракцк&, мы |
Скорость |
Гадрави- |
|
|
-0,25
+0,12 |
-0,12
+0,06 |
-0,06
+0,03 |
-0,03
♦0,015 |
-0,015
+0,005 |
-0,005
+0,000 |
ментах, |
сопротивление, ж вод. ст. |
|
ШР |
100 |
100 |
97,7 |
86,4 |
68,7 |
42,0 |
4,3 |
85 |
|
ПЕЦ |
100 |
100 |
99,4 |
98,2 |
93,3 |
67,8 |
4,3 |
150 |
Циклоны Принимать по даннни "Руководящих указаний по проехтнрова-
НИИОГАЗа низ, дзготовленло, монтаиу х эксплуатации пилонов
НИИОГАЗа", 1971 г. (Ярославль)
Фракционные к.п.д. пылеуловителей саяжтарной очнсткл газов, %
|
Аппаратура |
|
|
Размер фракция, |
мм |
|
Гидравлическое сопротнв- |
|
-0,25 |
-0,12 |
-0,06 |
-0,03 |
-0,015 |
-0,005 |
|
ленке, мм. |
|
|
+0,12 |
+0,06 |
+0,03 |
+0,015 |
+0,005 |
+0,000 |
вод. ст. |
|
ЫПР
1Ш-ВТИ, в том числе: прутковая решетка |
100 |
100’ |
99,9 |
99,4 |
97,9 |
85,9 |
150 |
|
S - 2,5d
d = 12 км; |
100 |
99,7 |
95,6 |
89,4 |
81,5 |
63,5 |
50 |
|
прутковая репетка |
|
|
|
|
|
|
|
|
$ * 2d d = 12 мы; |
100 |
100 |
94,7 |
88,8 |
81,3 |
65,5 |
60 |
|
Скрубберы, при скорости в плане,м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5 |
100 |
95,2 |
89,4 |
79,7 |
62,8 |
32,0 |
30 |
|
4,0 |
100 |
96,4 |
90,8 |
82,0 |
70,5 |
47,5 |
30 |
|
4.2 |
100 |
96,5 |
90,9 |
84,4 |
72,3 |
52,5 |
30 |
|
4.5 |
100 |
96,9 |
82,1 |
86,3 |
78,3 |
60,5 |
40 |
|
4,8 |
100 |
97,4 |
92,7 |
88,0 |
81,2 |
66,5 |
40 |
|
|
Х-ВТИ Принимать по данным для скрубберов Ш-ВТИ при высоте аппарата
Н = 4Д, где Д - дааиетр скруббера |
Временная методика разработана в дополнение и развитие действующих нормативных документов и предназначена для инженерно-технического персонала промышленных предприятий для ориентировочных расчетов количества вредных выбросов в атмосферу при сжигании топлива в промышленных ж коммунально-бытовых котельных, сушке угля на обогатительных фабриках, плавке металла в электро-стале плавильных печах и вагранках машиностроительных и рудоремонтных заводов угольной промышленности.
Методика разработана институтом "НИИОСуголь" при участии институтов И1М, ИОТТ Минуглеирома СССР.
При разработке методики использовались материалы работ, выполненных в институтах ЦКТИ, ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского Минэнерго СССР, ВНЙПИчерметэнергоочистка Минчермета СССР, Гяавной геофизической обсерваторией им. А. И.Воейкова Гиавгидрометслужбы СССР, а также нормативные документы Минуглеирома СССР.
Временная методика разработана сотрудниками НИИОСуголь А.А.Новоселовым (руководитель), В.Д.Наумовыы, Л.М.Обуховой,
Э.А.Кулаковым, ИОТТ - В.В.Бобриковым, В.А.Филипповым, ИТИ -И. X. Володарским, А.П.Фкнягиным.
Замечания и преджоженит по данной методике следует направлять в институт НИИОСуголь по адресу: г.Пермь, ул.Н.Островского, 60.
ВВЕДЕНИЕ
Предприятия угольной промышленности СССР наряду с другими отраслями народного хозяйства оказывают определенно* влияние на состояние окружающей воздушной среды.
Основными источниками организованных выбросов вредных веществ в атмосферу на предприятиях угольной промышленности являются:
промышленные ж ковавунально-бытовые котельные, ТЭЦ; сушильные установки обогатительных фабрик; вагранки, электросталеплавильные печи машиностроительных и рудоремонтных заводов..
В настоящее время на предприятиях угольной промышленности проведение учета количества вредных выбросов в атмосферу затруднено из-за отсутствия соответствующих служб и оборудования для производства замеров вредных выбросов.
Это, в свою очередь, не позволяет осуществлять рациональное текущее и перспективное планирование мероприятий по охране воздушного бассейна в районах расположения предприятий угольной промышленности.
В связи с этим возникла необходимость разработать методику по расчету количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу предприятиями угольной промышленности.
Настоящая временная методика предназначена для инженерно-технического персонала промышленных предприятий дня ориентировочных расчетов количества вредных выбросов в атмосферу про сжигании топлива в промышленных и коммунально-бытовых котельных, сушке угля на обогатительных фабриках, плавке металла в электростажеплавильных печах и вагранках машиностроительных и рудоремонтных эаводов.
Временная методика разработана в дополнение ж развитие действующих нормативных документов и является обобщением имеющихся материалов по вопросам расчета количества организованных выбросов в атмосферу от основных источников загрязнения окружающей воздушной среды на предприятиях угольной промышленности. 1
I. Расчет количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при сжигании топлива в котельных
При сжигании топлива в топках котельных установок в атмосферу выбрасывается значительное количество вредных веществ. Основными ингредиентами в выбросах котельных являются пыль, сернистый ангидрид, окислы азота н окис* углерода.
Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при сжигании топлива, определяется маркой сжигаемого угля (зольностью, содержанием серы и азота), типом топочного устройства и наличием пылеулавливающей аппаратуры.
1.1. Количество дымовых газов ( Vr ), выбрасываемых котельной в атмосферу при сжигании I кг топлива, определяется по известней формуле:
Vr = V° +(а-1) V0 нм1 2/кг , (I)
где а - избыток воздуха в топке;
Vo - теоретически необходимый объём воздуха для сжигания I кг топлива при а = I, нм8/кг;
Vr - объём дымовых газов при а = I, ны1/кг.
Величина а определяется по табл. I, У0 л V? “ приложение I.
1.2. Количество пыли, выбрасываемой котельными установками, определяется, в основном, зольностью топлива н характером сжигания.
Расчет количества пыли ( Спыль ), уносимой отходящими газами,*производится по формуле:
Пр
Gnt.int, = 0,01-В аан (Ap+q4 ygjjg) кг/ч , (2)
где В - средний часовой расход топлива, кг/ч;
f-uzmw харллпрктжхш тоэож со cjoeaut спгшм топтал
|
|
То» |
я с pyv |
^ И. J*X шШ |
НА ИСОДМОС.) горев |
9П1А- |
wtlftCiC Т0ПХ1 С UUOOOl I ■ftsoji.otser- |
Тота с ши*ШЯШ |
кш uOpkoi: |
ши i iicauzz2o2 pratTitol |
|
Харвтяроо*ждд |
•
W
ф
9
J |
•
W
*£ ■ • |
h*.
л ■ ■
ш |
1 |
“Л • •
ч —
!> |
*5
«-•
£> |
р ‘
ill |
1,
|«
1а |
_bfii.
1*5 |
|j!
liar |
к
Js* |
И
,1s* |
I" « *•« •
^a-f |
Й
Ю *
fa* |
I.TDWI
1. ten.
So™ ** №! |
«у
1.1Й |
г «в
g o<oso
1Ш |
л»
г |
|
Хо*#*п«*т »»flwr-И 1C3Z7XB В ТОО- Г.3*> » -в7- 1.45 |
М2 |
Х.З |
1.3 Х.4 Г.35 Г.35 |
1.3-
-1.35 |
|
"сил ка тошм Qt2I •Иве# - пт, а*.хои*д. |
0.18 |
0.20 |
0.18 0,21 0.19 0.21 |
Ы |
|
Потом TTUA от
IDS wtxd и*
s axiom горшл- S2 Я* • * 2.5 |
А*
4.0 |
2.0 |
0.5 5 3 2 |
2 |
|
С1НМШ потом т*ы* от КХШ-чтсхсА ЗВСОПКт 2х^
Т“'ч‘- 7-7 |
ы.
7.6 |
М |
b.t s.3 7.0 |
1:Г |
|
1.4 |
• 4 1.6--4 1.7 |
!.4-1.5 |
1,4-Т,5 |
Х.4-
1.3 |
I.4-I.5 |
1.4-Г,5 |
X .4-1.5 |
1,4-
г.з |
|
- |
- 0.10 |
0.14-0,07 ^ |
57сг? |
AS
о.ой |
MS |
0.125
0.095 |
0.15
0.07 |
|
2 |
J 0,5-1,0 |
0,5-1,0 |
0.5-I.0 |
0.5-10 |
№ |
№ |
?.* |
№ |
|
2 |
* W |
S.V3.0 |
6.S/4.5 |
-1L
5.0 |
3,0 |
ьа.
4.0 |
fi*2
6.5 |
21
5.0 |
У.0>?<ЖЗЯ«1ГТ
n^TU
в
-«•••
|
'apvw4»e- |
|
Tosa сжоросг •ого ГО рвал |
i^JmcjSTTwJ
роэвтжод врлюго IOI»** |
Ткэа с 1«хижWTO >**^штлв ■ *смоа ptotricoi обсят-
ЛЭГО ход |
Тсая c
5tS«c»»
уегет- |
^IXTNO-
'.0nn*(t
TOOL* |
|
|
ЪП** ГД |
Гяпаич утжя |
^P*a rra |
|
a *
к |
1 |
I ч
ЬО « вь • к* |
м •
" я
!ол
& |
1 |
•
г os
Ж • • |
К •
j ?
il |
! •
5« n
1Ё>1 |
[ 1 I *
s Л
Li_ |
а yj
К?
Hi |
j-tsn
Врет
So • •
Ц** |
I ЧЧ
№1 |
0»
L--
9b |
н»
pj#J |
Ы 1 M* s« • •
Pifi |
h
fii |
fii |
|
’ИЙ
1й |
or
■вп&схтти ro-тлккя - qjt.
?утшр*лл colt рд ftsin 07 мехшвч»еяо1
япг.сазс'П ropjKOi - ^ Q4 . *
|
:.сям I 7*^*
C-Ojj. . |
|
1.2 |
1.3 |
2.3-I.4 |
I>
1.4 |
1.3-
1.4 |
1.3-
1.4 |
1.3-
1.4 |
1.3-
1.4 |
1.3-X.4 |
№ |
I.3-I.4 |
№ |
1.3-1.4 |
1.3-I.4 Г.З-1.4 |
Х.З-Г.4 |
Т.Э |
:.4 |
|
|
|
|
0Л7 |
|
2a11 |
0.20 |
<LR |
SU1 |
0.20 |
2*22 |
0*22 |
2*Ii |
JUX |
2*11 |
0Л2 |
- |
- |
|
— |
* |
0.20/D^90,075 0.035 |
0.07 |
0.09 |
0.07S |
0.J5 |
3.09 |
0.12 |
0.095 |
З.П |
o.ces |
0.05 |
|
|
|
|
r.o |
T.o |
“•.o' |
№ |
№ |
№ |
№ |
№ |
№ |
tt |
№ |
n |
w |
|
№ |
0.5 |
1.0 |
3 |
|
2 |
2 |
2*2 |
fu2 |
51S |
2*2 |
2*2. |
j_ |
2*5 |
_u_ |
|
2*2 |
Z*i. |
, |
_Z_ |
:;L£ |
* |
3 |
|
|
|
3.0 |
3.5 |
4 |
c.o |
3 |
3.5 |
5.5 |
5 |
3 |
4 |
б |
< |
5.5 |
10 |
|
|
|
|
|) а л ик1.\т«д| огаслтсд к тесав с jcjmu* : «t^uu,
В «КД1ТШ - л«
i) |
ша угх«Х с itrvooju»c« aoiol в ши о ■^•c^jcxmTti^e 1 ytanoJ ргнтжоД «рдего
ПИ
IОДП ptxoutl
1) Kmae эядтахжл м notion апропрежвкаь .адмоетвв иеюэс 10 т/ч i) Вот?* с 7*оссжjiwwtrc0 ^оо^зоявляо cortpnara в тоаив*
I. ДМ^ОУСУТСШ! y.ll^Ta утосв ж острого М cpf сЬгмп буpuxjr жикяма угла* /.»>■«
луп* эоторя е /ягеон у1шшмгд в 3 WM. у rater* wuttex яотпрв с ушс<с* пре скжГпджж лгФм\я хал рядового тодд» с содержал*** хпгевмх tarn: ^,3*.
аУн - долл золы топлива, уносимая газами, в долях ед.;
АР - зольность на рабочую массу топлива, %;
С|4 - потеря тепла с механическим недожогэм, %;
QH - теплота сгорания топлива, ккал/кг.
Расчетные характеристики твердых топлив и топок со слоевым сжиганием топлива принимаются по справочным данным.
Характеристики различных марок угля представлены в приложении I, топочных устройств - в табл. I.
Примечание: для расчета среднего часового расхода топлива -В-необходимо годовой расход его отнести к количеству рабочих часов котельной за год.
Дня установок, оснащенных золоулавливающшр устройствами, количество выбрасываемой в атмосферу пыли ( G пыль ) определяется по формуле:
G пыль = Опыль • ( ) кг/ЧАС , (3)
где TJ - к.п.д. пылеулавливающей системы, %t принимается по паспортным данным.
1.3. Выбросы сернистого ангидрида зависят от содержания "горючей" серы в топливе. Проведенные рядом организаций исследования позволяют принять коэффициент перехода серы топлива в SO2 равным 0,95 .
Весовое количество сернистого ангидрида ( Gso2 выбрасываемого при сжигании топлива, рассчитывается по формуле:
Gso2= 0,019 SPB кг/ч, (4)
где SP - содержание серы в рабочем топливе, %.
Серосодержание различных марок угля приведено в приложении I,
Примечание: при расчете выбросов в атмосферу сернистого ангидрида следует учитывать, что в мокрых пылеуловителях происходит частичная нейтрализация SO2 (до 1СЙ).
1.4. Количество окислов азота, образующихся при сжигании
7
топлива, приближенно рассчитывается по формуле: eHOx“20'5 K CNOx QH В М Ю'® кг/ч,
где: К - коэффициент, характеризующий зависимость объёма продуктов горения от вида топлива, имеющий для углей pas-личных марок следующие значения:
- антрациты - К = 1,15;
- тощие угли - К = 1,17;.
- газовые и ддинвопламенные угли - К = 1,19;
\Р р
- бурые угли - К = 1,08+0,89 -дда ■ (здесь W
влажность рабочей массы топлива, #);
Сыох “ максимальная объемная концентрация NOx при номинальных нагрузках котлоагрегатов, имеющая следующие значения:
- камерные топки мощных энергетических котлов на твердом топливе - 0,07-0,03# об;
- слоевые топки промышленных котлов - 0,05-0,06# об;
- камерные топки с мазутными и газомазутными горелками -0,045-0,05# об;
N - нагрузка котлоагрегата в # от номинальной.
1.5. Весовое количество окиси углерода ( G^o выбрасываемого в атмосферу котельными установками, рассчитывается по формуле:
0,0125 •Cco Vr B/кг/ч, (6)
где С со - концентрация окиси углерода в объемных процентах на I кг топлива определяется следующим образом: для топок с ручной решеткой
Ссо= о,1б q3 , (7)
для механизированных топочных устройств:
Сед = 3 С|з , (8)
где С|3 - потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива (%) определяется по табл. I.
1.6. Концентрация вредных веществ в отходящих газах (К) определяется по формуле:
К= г/нМ3, (9)
где G - массовый выброс вредного вещества (пыль, сернистый ангидрид и т.д.), кг/ч.
Пример расчёта количества вредных выбросов в атмосферу пре сжигании топлива представлен в приложении П (пример I),
2. Расчет количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу сушильными установками обогатительных фабрик
При сушке угля на обогатительных фабриках сушильными установками в атмосферу выбрасываются вредные вещества, которые образуются как при сжигании топлива в топках, так и непосредственно в процессе сушки угля. Основными ингредиентами в выбросах сушильныг агрегатов являются пыль (выделяемая в процессе сушки, а также с топочными газами), сернистый ангидрид, окислы азота и окись углерода (выделяемые при сжигании топлива).
2.1. Расчет количества выбросов пыли, сернистого ангидрида, окислов- азота, окиси углерода, образующихся в процессе сжигания угля в топках сушильных установок,производится согласно п.п. I.2-I.5. Концентрация вредных веществ в отходящих газах сушильных установок рассчитывается по фактической производительности дымососов. Количество пыли, выделяемой в процессе сушки угля, определяется по приведенной ниже методике.
2.2. Количество пыли, образующейся в процессе суддж угля, определяется степенью измельченности угля, поступающего на сушку, его влажностью, типом сушилки.
Исходными данными для расчета выбросов пыли являются:
- ситовый состав угля, поступающего на сушку, с указанием процентного содержания фракций в классе 0-1 мм - Д^исх, %\
9
1
* Зде^ь и далее следует разграничивать понятия количество вредного вещества, уносимого из агрегата в систему пыде-газоочнеткн, ж количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, т.е. выброс после очистки
2
3
Расчет выбросов окислов азота ведется в пересчете на NO2.
8
