курсовые,контрольные,дипломы,рефераты
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РБ
БЕЛОРУСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Инженерная экология
Эколого-экономическое обоснование промышленного объекта
Выполнил:
Бурблис В.С. гр.110411
МИНСК-2004
СОДЕРЖАНИЕ
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1.1 Краткое описание технологического процесса
2. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ
2.1 Расчет выбросов твердых частиц
2.2 Расчет выбросов оксида серы
2.3 Расчет содержания оксида углерода в дымовых газах
2.4 Расчет выброса двуокиси азота
3. АНАЛИЗ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
3.1 Выявление веществ обладающих суммацией вредного действия и определение для них приведенных концентраций и массового выброса
3.2 Нахождение доминирующих веществ
4. Расчёт рассеивания вредных веществ газовых выбросов
5. Расчет ПДВ
6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОП
7. ВЫБОР И РАСЧЕТ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ
8. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
9. ВОЗМОЖНЫЕ ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ИХ АНАЛИЗ
ЛИТЕРАТУРА
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Номер варианта : 5
Город : Витебск
Высота трубы : Hм=50м.
Средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника:
ωо=5м/с.
Степень очистки газов от вредных примесей : η=0,9.
Выброс B=750+30(N+5),
где N номер варианта;
B=750+30(5+5)=1050 т/год
B(г/с)=(Вт 106)/(3600 τ)=182,29 (г/с)
Температура t=100+2.5N=100+2,5*5=112,5 0C
Время τ =1000+30(N+15)=1600 (час/год).
Координаты точки:
X=300+42(N+2)=594 (м)
Y=10+15N=85 (м)
Топливом для работы котельной является каменный уголь Донецкого Бассейна ТР
Его основные параметры следующие:
Влажность WP=6 %
Зольность Ap= 25 %
Содержание серы Sp=2,7 %
Низшая теплота сгорания Qн= 24,03 МДж/кг
Количество воздуха необходимого для сжигания топлива L0г=7,48 м3/кг
Город расположен на 52 градусах северной широты, температура t=36
1.1 Краткое описание технологического процесса
В городе Витебск находится отопительная котельная на твердом топливе, в которой сжигается уголь в количестве В=1050т/год. Котельная имеет трубу высотой H=50м. В атмосферу при этом выделяются следующие вредности: зола, оксид углерода, двуокись 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=BApƒ(1-η)
Где Ap -зольность топлива в %
η з -степень очистки газов в золоуловителях
ƒ=0,0026
(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- η’so2 ) (1- η’’so2 ),
Где Sp – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;
η’so2-доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива (принимается при сжигании углей равной 0,1, мазута 0,02);
η’’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 химческой 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 двуокиси 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-β),
где B- расход натуральног 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;
β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.
Значения K NO2 определяются по графикам (рис 3.2 в методическом пособии) для различных видов топлива в завмсимости от еоминальной 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=0,24
(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:
ПДК³С
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:
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 α- коэффициент, зависящий от класса опасности (α=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.
Табл.1 определение доминирующего вещества
№ источ-ника | H, м |
Д,м
|
Д H+Д
|
L, м3/с
|
Вещество |
ПДКм.р. мг/м3 |
М, мг/с |
гр.8 гр.7 м3/с |
гр.8,Св, гр.5 м3/с |
гр.10, гр.7 Св/ПДКм.р. |
гр.11хгр.4, R |
гр.12хгр.9, П,м3/с |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
1 | 50 | 1 | 0,016 | 2,5 | зола | 0,5 | 1180 | 2360 | 470 | 939,64 | 14,80 | 34922,1 |
SO2 |
0,5 | 8859 | 17718 | 3527 | 7054,47 | 111,09 | 1968363,0 | |||||
CO | 3 | 3100 | 1033 | 1234 | 411,42 | 6,48 | 6695,1 | |||||
NO2 |
0,09 | 1050 | 12353 | 418 | 4918,36 | 77,45 | 956789,8 |
На основании анализа полученных результатов (табл.1) делаем вывод: степень воздействия проектируемой котельной на загрязнение атмосферного воздуха характеризуется максимальным значением параметра П=1968363 м3/с, по действию SO2.
4. РАСЧЁТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере выполняется согласно нормативному документу ОНД-86. Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующей неблагоприятным метеорологическим условиям. В том числе и опасной скорости ветра.
При расчётах определяют приземную концентрацию в двухметровом слое над поверхностью земли, а в случае необходимости – в заданной точке в вертикальном направлении.
В зависимости от высоты H устья источника выброса вредного вещества над земной поверхностью они относятся к одному из четырёх классов: высокие H>50 м; средней высоты H=10…50; низкие - H=2…10; наземные H<2.
Опасная скорость ветра - это скорость определяемая на уровне 10 м. от земной поверхности, при которой для заданного состояния атмосферы концентрация вредных примесей на уровне дыхания людей(высота – 2 м.) достигает максимальной величины.
Максимальное значение приземных концентраций и входящие в них коэффициенты определяют в зависимости от параметров f, υм, υ’м, fе.
Из формулы для скорости выхода газовых выбросов из устья трубы :
выражаем диаметр устья трубы(м):
(м)
Вычисляем вспомогательный параметр – f:
где ω0- средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника, м/с;
Δt – разность между температурой выброса и окружающим воздухом;
Так как f<100 и Δt=82>0, то расчет ведём по формулам для нагретых газов. Находим параметр υм (м/с) и опасную скорость ветра ω (м/с).
где L- количество выброса в атмосферу, м3/с
(м/с)
Так как 0,5< υм≤2,то
ω= υм =1,018 (м/с)
Определяем коэффициенты F,n,m и вычисляем максимальную приземную концентрацию вредности.
F-безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газов F=1)
m и n – коэффициенты , учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника;
Коэффициент m определяют в зависимости от f
При f<100
Коэффициент n при f<100 определяют в зависимости от υм
при 0,5≤υм<2 его определяют по формуле:
так как υм=1,1 (м/с) ,то условие выполняется. Следовательно, считаем по вышеприведенной формуле:
Определяем максимальную концентрацию (мг/м3):
;
где А- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы для неблагоприятных метеорологических условий, определяющих рассеивание вредных веществ(для Европейской территории СНГ и Урала севернее 520 с.ш.-160,ниже 500 с.ш.-200)
ηр- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности(при условии перепада высот не превышающей 50 м. на 1 км. ηр=1)
(мг/м3)
Находим безразмерный параметр d и вычисляем расстояние по оси X, на котором наблюдается максимальная приземная концентрация .
При f<100 и 0,5< υм≤2 коэффициент d находим по формуле:
Xм=dH
(м.)
Определяем S1-безразмерный коэффициент, зависящий от Xср=X/Xм
При 1<X/Xм≤8
так как и 1<2,12≤8 , то
При опасной скорости ветра приземная концентрация по оси факела СX на расстоянии XМ, м, определяется по формуле:
Сx= S1Cм
Определяем коэффициент ty в зависимости от скорости ветра ω и коэффициент S2, зависящий от ω и ty
при ω≤5
Значение приземной концентрации в атмосфере Сy на расстоянии Y, м, по перпендикуляру к оси факела выброса определяют по формуле:
Определяем действительную концентрацию в заданной точке и сравниваем с допустимой
С= Сy+Сф
С<ПДКм.р.
0,15<0,5
Следовательно, нет необходимости ставить дополнительные очистные устройства.
5. РАСЧЕТ ПДВ (предельно допустимого выброса)
Расчет ПДВ ведется в зависимости от класса вещества:
1и2 классы (NO2)-наибольшая опасность, для них ПДВ рассчитывается по полной программе;
3 класс (тв.вещ.,SO2)-ПДВ рассчитывается по сокращенной программе;
4 класс (СО)-ПДВ можно не рассчитывать.
Рассмотрим пример расчета ПДВ вещества 3 класса (SO2).
Значение ПДВ для одиночного источника в случае, когда f<100 определяют по формуле:
hр=1 – коэффициент учитывающий влияние рельефа местности.
Dt=112.5-36=76,5 °С
Подставив значения в формулу, получим значения (для каждого вещества) :
6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОП
Расчет коэффициента опасности предприятия определяется по формуле:
n - количество вредностей
Мi-количество i-го загрязняющего вещества
ПДКi-допустимая норма i-го вещества
ai-безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень вредности i-го вещества к вредности SO2.
Для веществ 1 класса-ai=1.7
2 класса-ai=1.3
3 класса-ai=1.0
4 класса-ai=0.9
Условие:
1) Мi/ПДКi>1, КОП рассчитывается.
2) Мi/ПДКi<1, КОП не рассчитывается, т.е. » равен нулю.
Тогда для нашего случая
376,88
Таким образом, т.к.КОП <103 размер санитарно-защитной зоны 100м
7.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 номером 2.
Исходные данные для расчета розы ветров: средняя повторяемость ветра за июль месяц
С=10;СВ=11;В=8;ЮВ=9;Ю=13;ЮЗ=14;З=18;СЗ=17;ШТИЛЬ=6;
С
CВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
8. РАСЧЁТ 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=γ f M,
где γ- костанта(γ=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
табл. 2 Расчет 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 | |||||
γ | δ | f | |||||||
т/год | т/год | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
1 | зола | 2,7616 | 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 |
6062 | 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.
Δmi=mф-ПДВ
где mф - количество вредного вещества, которое выбрасывает предприятие.
Рассчитаем ущерб от налогов и штрафов для таблицы 2.
(у.е.)
(у.е.)
(у.е.)
(у.е.)
(у.е.)
табл. 3 Расчет 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 | |||||
γ | δ | f | |||||||
т/год | т/год | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
1 | зола | 2,7616 | 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 |
6062 | 41,1 | 249,148 | 2,4 | 0,4 | 3,78 | 904,1082 | |
∑Yв | 1489,6135 |
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 - затраты текущие;
Зэ - затраты энергетические;
Зам - затраты на амортизацию;
Зр - затраты на ремонт.
Зэ= Nг ηз Сэ;
Зам=0,0273 Кз;
Зр=0,0333 Кз;
NГ=Nτ=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- коэффициент, равный Кн=0,12
Эк=8329,1382-63,1142*0,12=8321,5644 (у.е)
9. ВОЗМОЖНЫЕ ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ИХ АНАЛИЗ
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 h=0.75…0.9.
ЛИТЕРАТУРА
1.ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ: ХРУСТАЛЬВ Б.М.,СЕНЬКЕВИЧ Э.В., МИНСК «ДИЗАЙН ПРО»1997.
2.МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВЫБРОСАХ ПРЕДПРИЯТИЙ. ОНД -86 . Л :ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ ,1987.-93С.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РБ БЕЛОРУСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По дисциплине: Инженерная экология Эколого-экономическое обоснование промышленного объекта
Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги
Экологический аудит как вид природоохранной деятельности
Экономика природопользования: очищение газового потока
Экологический аудит обращения с отходами в филиале ОАО "ТГК №9" "Воркутинская ТЭЦ-2"
Экологический аудит состояния атмосферного воздуха и обращения с отходами в филиале ОАО "АЭК "Комиэнерго" "Южные Электрические Сети"
Моніторинг якості ґрунтів на околицях м. Шепетівка
Тигр обыкновенный на примере подвида "амурский тигр"
Адміністративні правопорушення в галузі охорони природи
Вплив ЗАТ "Черкаська ТЕЦ" на довкілля міста Черкас
Заповедники России и их роль в сохранении биоразнообразия
Copyright (c) 2024 Stud-Baza.ru Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы.