Методика расчетно-экспериментального определения выбросов загрязняющих веществ от трубчатых нагревательных печей
Актуально на 03.11.2026.
Как цитировать: "Методика расчетно-экспериментального определения выбросов загрязняющих веществ от трубчатых нагревательных печей". https://bukva.ai/docs/metodika-raschetno-eksperimentalnogo
(утв. Минприродой России)
Утверждаю
Президент АОЗТ
«Кубаньэко» — ЛТД
Е. В. Бакаев
Согласовано
Зам. начальника
Департамента
государственного
экологического контроля
С. В. Маркин
МЕТОДИКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ТРУБЧАТЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
1. ВВЕДЕНИЕ
1.1 Настоящий документ:
(1) Разработан в соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» с целью получения данных о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от трубчатых нагревательных печей.
(2) Устанавливает методику определения параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от трубчатых нагревательных печей.
(3) Распространяется на трубчатые нагревательные печи, эксплуатируемые на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки.
(4) Применяется предприятиями и территориальными комитетами по охране природы.
1.2. Полученные по настоящему нормативному документу результаты используются при учете и нормировании выбросов от трубчатых нагревательных печей.
2. ССЫЛКИ НА НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
2.1. ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера. Метод определения скорости газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
2.2. ГОСТ 17.2.4.07-90. Охрана природы. Атмосфера. Метод определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
2.3. ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С-Пб., ДНТП, 1991.
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. В Результате полного сгорания топлива в трубчатых нагревательных печах образуются продукты, содержащие кислород — O_{2} , углекислый газ — CO_{2} ; водяные пары — H_{2}O ; азот — N_{2} ; окислы серы; — (SO_{2} + SO_{3}) ; окислы азота — NO_{x}(NO + NO_{2}) и в случае неполного сгорания топлива — окись углерода — CO, углеводороды ( CH_{4} , C_{2}H_{4} ...) и в незначительных количествах формальдегид, органические кислоты, кетоны, канцерогенные вещества.
Одним из наиболее крупных загрязнителей атмосферного воздуха, выбрасываемых с продуктами сгорания от технологических печей, являются окислы серы SO_{2} и SO_{3} . Практически вся сера топлива переходит в сернистый ангидрид SO_{2} .
При сжигании топлива в трубчатых печах происходит также образование окислов азота NO_{x}(NO + NO_{2}) . По данным проведенных исследований, соотношение NO_{2}(NO + NO_{2}) для котельных агрегатов находится в пределах 0,05 — 0,11.
3.2. При неполном сгорании топлива образуется окись углерода — CO. В условиях полного сгорания в продуктах сгорания имеется лишь незначительное количество окиси углерода, определяемое кинетикой диссоциации двуокиси углерода. Однако следует учесть, что на концентрацию CO в конечных продуктах сгорания наряду с кинетическими факторами влияет также аэродинамика топочной камеры: эффективность перемешивания топливовоздушного потока с продуктами сгорания, расположение поверхностей нагрева по отношению к факелу, взаимное расположение горелок, режим работы топки, нагрузка топки и т.д. И эти же факторы оказывают влияние на условия полноты разложения и окисления углеводородов топлива и сажеобразования.
При нарушении полноты сгорания наряду с появлением в продуктах сгорания углеводородов, окиси углерода и других продуктов (формальдегида, органических кислот, канцерогенных веществ — в основном 3,4-бенз(а)пирена) наблюдаются копоть и дымление, Концентрации углеводородов, окиси углерода, формальдегида, органических кислот, 3,4-бенз(а)пирена становятся значительными лишь при высоком содержании окиси углерода в продуктах сгорания, сопровождающееся появлением дымности, копоти. Дымность и копоть в продуктах сгорания говорят о крайне неблагополучном процессе сжигания топлива в печах, что недопустимо при эксплуатации нагревательных печей.
3.3. Выбросы золы с продуктами сгорания зависят от содержания золы в топливе. Ввиду того, что на нефтеперерабатывающих заводах в нагревательных печах используются только жидкое и газообразное топлива и экономически нецелесообразно оснащать эти печи системами золоулавливания, можно считать, что вся зола, находящаяся в жидком топливе, выбрасывается в атмосферу с продуктами сгорания.
3.4. Учитывая, что на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях рекомендуется постоянный визуальный контроль за дымностью продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы (копоть и дымление недопустимы), то наиболее общими загрязнителями от нагревательных печей являются сернистый ангидрид, окислы азота, окись углерода, углеводороды и взвешенные вещества.
3.5. Контроль выбросов вредных веществ в атмосферу от нагревательных печей проводится при установившемся (регламентном) режиме работы печи. Контролю подлежат также печи после текущего, капитального ремонта, а также после реконструкции или изменения вида топлива, сжигаемого в печи. Контроль выбросов вредных веществ в атмосферу основан на определении объема продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу из дымовых печей, и определении состава этих продуктов. Так как продукты сгорания состоят из сухих газов H_{2} , O_{2} , N_{2} , CO_{2} , SO_{2} , CO, CH_{4} , C_{n}H_{m} , NO_{x} и водяных паров, а методами анализа эти ингредиенты определяются только в сухой части, то для нахождения полного объема продуктов сгорания, отходящих из дымовой трубы, необходимо определять влажность этих продуктов. При отсутствии данных измерения влажности используется расчетный метод определения полного объема продуктов сгорания как суммы сухих газов и водяных паров по результатам анализов рабочего топлива, количества сжигаемого топлива и состава сухих дымовых газов.
4. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ. ОТБОР ПРОБ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
4.1 До начала измерения проводятся подготовительные работы:
- подготовка приборов и средств измерений согласно требованиям соответствующих ГОСТов, инструкций и методик проведения анализов;
- оценка эксплуатационного состояния печи и ее вспомогательного оборудования;
- определение мест отбора проб и замера температуры дымовых газов;
- сбор сведений из отчетной документации о расходе газообразного топлива на печь за квартал, предшествующий проведению испытаний, и на день испытаний;
- определение высоты и диаметра устья дымовой трубы печи.
4.2. Отбор проб дымовых газов, газообразного и жидкого топлива проводится при установившемся тепловом режиме печи и регламентной производительности технологической установки.
В качестве пробоотборного зонда используют трубку диаметром 6 \div 8\text{мм} из инертного материала (стекло, фарфор, нержавеющая сталь) с загнутым концом, отверстие которого при отборе проб устанавливают навстречу потоку газа. Ввод зонда в газоход осуществляется через специальный штуцер (диаметр 80 мм, высота выступающей части не более 50 мм) с завинчивающейся крышкой. Штуцер должен располагаться на прямолинейном участке газохода после всех вспомогательных агрегатов (тяго-душевых, рекуператоров, котлов-утилизаторов), по возможности ближе к основанию дымовой трубы.
В случае кирпичных или бетонных газоходов штуцер врезают в металлические крышки люков (лазов) этих газоходов. Замер температуры дымовых газов проводится в точке отбора проб.
Допускается использовать показания стационарных приборов, датчики которых расположены вблизи точки отбора проб.
5. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. Метод определения выбросов вредных веществ в атмосферу с продуктами сгорания предусматривает проведение следующих измерений:
- компонентного состава газообразного топлива;
- плотности жидкого топлива и содержания в нем серы, воды, механических примесей, золы;
- компонентного состава сухих дымовых газов и концентраций в них метана, окиси углерода, окислов азота;
- расхода сжигаемого в печи газообразного и жидкого топлив (по отчетной документации предприятия за квартал и год, а также фактический на момент проведения испытаний по показаниям приборов);
- температуры дымовых газов в точке отбора проб.
5.2. Компонентный состав газообразного топлива определяется по ГОСТ 14920-79.
Отбор проб жидкого топлива проводится по ГОСТ 2517-69.
Плотность жидкого топлива определяется по ГОСТ 3900-47.
Содержание серы в жидком топливе определяют по ГОСТ 1431-64 или по ГОСТ 1437-75, воды — по ГОСТ 2477-65, механических примесей — по ГОСТ 14891-69, золы — по ГОСТ 1461-75.
5.3. Компонентный состав сухих дымовых газов и параметры газовоздушного потока определяются согласно ГОСТ 17.2.4.06-90 [5], ГОСТ 17.2.4.07-90 [6] и по согласованным в установленном порядке НИИ Атмосфера и Минприроды РФ методическим документам.
6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
6.1 Расчет элементарного состава топлива.
В качестве топлива в нагревательных печах могут быть использованы следующие виды топлив:
- газообразное, в состав которого могут входить следующие компоненты: CH_{4} , C_{2}H_{6} , C_{3}H_{8} , C_{4}H_{10} , C_{4}H_{8} , C_{5}H_{12} , C_{5}H_{10} , C_{6}H_{14} , H_{2} , O_{2} , N_{2} , CO, CO_{2} , H_{2}S ;
- жидкое топливо: мазут, дизтопливо и т.д., в состав которого входят: углерод (C), водород (H), кислород (O), азот (N), сера (S), зола (A), влага (W);
Для распыла жидкого топлива в горелку подается пар в количестве 0,4 \div 0,6\text{кг} на 1,0 кг жидкого топлива. Водяной пар по пути своего движения вдоль трубы подогревает жидкое топливо и на выходе из сопла за счет большой скорости струи усиливает распыление жидкого топлива.
- комбинированное топливо — одновременное использование газообразного и жидкого топлива в различных соотношениях.
Перечисленные виды топлива характеризуются элементарным составом, т.е. составом топлива по количеству элементов в % масс, входящих в рабочую массу топлива, и имеет в дальнейшем следующие обозначения: C^{P} , H^{P} , O^{P} , N^{P} , S^{P} , A^{P} , W^{P} :
C^{P} + H^{P} + O^{P} + N^{P} + S^{P} + A^{P} + W^{P} = 100\%.
Например, соответственно, по элементам:
6.1.1 Газообразное топливо.
Ввиду того, что учет расхода газообразного топлива на предприятиях ведется в тоннах, расчет элементарного состава газообразного топлива удобнее вести в весовых единицах. В зависимости от типа прибора и методики анализа состав газообразного топлива может быть задан в различных размерностях:
В % масс обычно определяются компоненты от CH_{4} до C_{6}H_{14} , причем результаты анализа выдаются только для компонентов от CH_{4} до C_{6}H_{12} , как от суммы этих компонентов, равной 100% масс.
Другие компоненты, такие как H_{2} , O_{2} , N_{2} , CO, CO_{2} , H_{2}S , могут быть даны по результатам анализа в % объемных от объема всех составляющих, т.е. вместе с CH_{4} до C_{6}H_{14} .
I. Расчет элементарного состава газообразного топлива при задании его состава в % массовых (кг на 100 кг топлива).
Расчет массовой доли каждого элемента в компонентах газообразного топлива производится по следующей формуле:
\mu_{i} = \frac{n \cdot A}{M} ,
n — количество атомов i-го элемента;
A — атомный вес i-го элемента;
M — молекулярный вес компонента.
Результаты расчета массовых долей элементов в компонентах газообразного топлива приведены в таблице 6.1.
Зная массовую долю каждого элемента в каждом компоненте газообразного топлива и зная массовое содержание каждого компонента в газообразном топливе, можно найти фактический элементарный состав топлива как сумму элементарных составов каждого компонента.
Для примера рассмотрим порядок расчета элементарного состава газообразного топлива при задании компонентного состава в % масс.
C(CH_{4}) = 0,75 \cdot 9,80 = 7,35\%\text{масс},
H(CH_{4}) = 0,25 \cdot 9,80 = 2,45\%\text{масс},
где — 0,75 и 0,25 принимаются из таблицы 6.1.
Сумма фактических концентраций элементов в % масс каждого компонента газа данного состава характеризует рабочую массу газообразного топлива ( C^{P} , H^{P} , O^{P} , N^{P} , S^{P} ):
C^{P} + H^{P} + O^{P} + N^{P} + S^{P} = 100\%,
Таким образом, общие формулы для перевода газообразного топлива к рабочей массе при задании топлива в % масс имеют следующий вид:
C^{P} = \sum_{CH_{4}}^{CO} C_{1} = \sum_{CH_{4}}^{CO} \frac{q_{1} \cdot n_{C} \cdot A_{C}}{M_{1}} = \sum_{CH_{4}}^{CO} \frac{q_{1} \cdot n_{C} \cdot 12}{M_{1}}
H^{P} = \sum_{CH_{4}}^{H_{2}} H_{1} = \sum_{CH_{4}}^{H_{2}} \frac{q_{1} \cdot n_{H} \cdot A_{H}}{M_{1}} = \sum_{CH_{4}}^{H_{2}} \frac{q_{1} \cdot n_{H} \cdot 1}{M_{1}}
O^{P} = \sum_{O_{2}}^{CO} O_{1} = \sum_{O_{2}}^{CO} \frac{q_{1} \cdot n_{O} \cdot A_{O}}{M_{1}} = \sum_{O_{2}}^{CO} \frac{q_{1} \cdot n_{O} \cdot 16}{M_{1}}
N^{P} = \sum_{N_{2}} N_{1} = \sum_{N_{2}} \frac{q_{1} \cdot n_{N} \cdot A_{N}}{M_{1}} = \sum_{N_{2}} \frac{q_{1} \cdot n_{N} \cdot 14}{M_{1}}
S^{P} = \sum_{H_{2}S} S_{1} = \sum_{H_{2}S} \frac{q_{1} \cdot n_{S} \cdot A_{S}}{M_{1}} = \sum_{H_{2}S} \frac{q_{1} \cdot n_{S} \cdot 32}{M_{1}} ,
\sum^{CO} CH_{4} ; \sum^{H_{2}} CH_{4} ; \sum_{O_{2}} CO ; \sum N_{2} ; \sum H_{2}S — суммы произведений массовых % каждого компонента на количество атомов определяемого элемента и на молекулярный вес элемента, деленное на молекулярный вес компонента газообразного топлива;
1, 12, 16, 32, 14 — атомные веса элементов;
H, C, O, S, N — соответственно, величины постоянные.
II. Расчет элементарного состава газообразного топлива при задании его состава в У. объемных (м3 на 100 м3 топлива).
Предположим, что состав газообразного топлива дан в % объемных. Необходимо его пересчитать в % массовые.
q_{i} = \frac{r_{i} \cdot M_{i} \cdot 100}{\sum r_{i} \cdot M_{i}} ,\%\text{масс}.
III. Пример расчета состава топливного газа, в случае, когда по результатам анализа часть компонентов дана в % масс, а другая часть в % объемных.
Для расчета используются следующие формулы:
r_{i} = \frac{q_{i}}{M_{i}} \cdot K ; K = \frac{\sum r_{i}}{\sum \frac{q_{i}}{M_{i}}} ; q_{i} = \frac{r_{i} \cdot M_{i} \cdot 100}{\sum r_{i} \cdot M_{i}} .
r_{i} = \frac{18,76}{16} \cdot 4,044 = 4,74\%\text{об}.;
K = \frac{12,74}{3,15} = 4,044;
q_{CH_{4}} = \frac{4,74 \cdot 16 \cdot 100}{773,658} = 9,8\%\text{масс}.
6.1.2 Жидкое топливо.
C^{P} + H^{P} + O^{P} + N^{P} + S^{P} + A^{P} + W^{P} = 100\%,
где C^{P} , H^{P} , O^{P} , N^{P} , S^{P} — химические компоненты (элементы):
углерод, водород, кислород, азот, сера в топливе;
A^{P} , W^{P} — негорючие минеральные примеси в виде золы и влаги соответственно.
По результатам анализа пробы жидкого топлива определены:
20 20 - относительная плотность ро : ро = 0,952; 4 4 P - содержание серы S; S = 2,10% масс;
P
- <a id="p100547"></a>содержание воды W; W = 0,2% масс;
P
- <a id="p100548"></a>содержание азота N; N = 0,35% масс;
P
- <a id="p100549"></a>содержание кислорода O; O = 0,35% масс;
P
- <a id="p100550"></a>содержание золы A; A = 0,05% масс.
H^{P} \approx 26 - 15[\rho_{4}^{20} + 5(0,001828 - 0,00132\rho_{4}^{20})]
H^{P} \approx 26 - 15[0,952 + 5(0,001828 - 0,00132 \cdot 0,952)] = 11,677 \approx 11,68
Содержание углерода (C^{P},\%\text{масс}) определяется из уравнения:
6.1.3. Комбинированное топливо (совместное сжигание жидкого и газообразного топлива).
При совместном сжигании жидкого и газообразного топлив элементарный состав рабочей смеси определяется по формуле:
m^{\text{Р}} = m_{\text{Ж}}^{\text{Р}} \cdot \frac{\text{В}_{\text{Ж}}}{\text{В}_{\text{Ж}} + \text{В}_{\text{Г}}} + m_{\text{Г}}^{\text{Р}} \cdot \frac{\text{В}_{\text{Г}}}{\text{В}_{\text{Ж}} + \text{В}_{\text{Г}}} ,
m_{\text{Ж}}^{\text{Р}} , m_{\text{Г}}^{\text{Р}} — массы химических элементов,
C^{P} , H^{P} , O^{P} , N^{P} , S^{P} , A^{P} — в жидком и газообразном топливах, % масс,
\text{В}_{\text{Ж}} , \text{В}_{\text{Г}} — соответственно расход жидкого и газообразного топлива, кг/час.
В печи П-I установки АВТ-I сжигается 400 кг/час жидкого топлива и 600 кг/час газообразного топлива. Элементарный состав газообразного топлива соответствует данным, приведенным в табл. 6.2. Элементарный состав жидкого топлива соответствует данным, приведенным в разделе 6.1.2. В табл. 6.5 приведены результаты расчета элементарного состава комбинированного топлива.
C^{P} = \text{С}_{\text{Ж}}^{\text{Р}} \cdot \frac{\text{В}_{\text{Ж}}}{\text{В}_{\text{Ж}} + \text{В}_{\text{Г}}} + \text{С}_{\text{Г}}^{\text{Р}} \cdot \frac{\text{В}_{\text{Г}}}{\text{В}_{\text{Ж}} + \text{В}_{\text{Г}}}
H^{P} = 11,68 \cdot \frac{400}{400 + 600} + 32,12 \cdot \frac{600}{400 + 600} = 23,944\%\text{масс}
O^{P} = 0,35 \cdot 0,4 + 2,03 \cdot 0,6 = 1,358\%\text{масс}
N^{P} = 0,35 \cdot 0,4 + 6,97 \cdot 0,6 = 4,322\%\text{масс}
A^{P} = 0,05 \cdot 0,4 + 0,0 \cdot 0,6 = 0,02\%\text{масс}
6.2.1. Объем дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в печах, рассчитывается на основе анализа сухих дымовых газов, отходящих из печи.
Дымовые газы состоят из сухих газов, куда входят: азот, кислород, водород, окислы углерода, окислы азота, окислы серы, несгоревшие углеводороды и водяные пары, образующиеся за счет водорода в топливе, и пара, идущего на распыл жидкого топлива.
Состав отходящих сухих дымовых газов определяется физико-химическими методами анализа.
Содержание азота, N % об. N = 78,74% об. 2 2 Содержание кислорода, O % об. O = 6,40% об. 2 2 Содержание двуокиси углерода, CO % об. CO = 14,28% об. 2 2 Содержание окиси углерода, CO % об. CO = 0,5% об. или CO мг/м3 CO = 6250 мг/м3 Содержание окислов азота, NO % об. NO = 0,02% об. x x или NO мг/м3 NO = 410,6 мг/м3 x x Содержание метана CH % об. CH = 0,05% об. 4 4 или CH мг/м3 CH = 358,5 мг/м3 4 4 Содержание водорода, H % об. H = 0,01% об. 2 2
Коэффициент избытка воздуха (\alpha) в дымовых газах определяется по формуле:
Теоретический объем воздуха (V_{\text{о}},\text{мм}^{3}/\text{кг}) , необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле:
Величины C^{P} , H^{P} , O^{P} , S^{P} принимаются из таблицы 6.5.
Объем сухих дымовых газов (V_{\text{сг}},\text{мм}^{3}/\text{кг}) , образующихся при сгорании 1 кг топлива, определяется по формуле:
Объем водяных паров (V_{\text{вп}},\text{мм}^{3}/\text{кг}) , образующихся при полном сгорании 1 кг топлива, определяется по формуле:
Q_{\text{ф}} — расход пара на распыл жидкого топлива принимается 0,5 кг на 1 кг жидкого топлива.
d = \frac{V_{\text{вп}}}{V_{\text{сг}}} \rho_{\text{паров}} = \frac{2,974}{15,303} \cdot 768 = 148,95\text{г}/\text{нм}^{3} сухих газов,
Полный объем дымовых газов V, мм3/час при количестве сожженного топлива в кг/час определяется по формуле:
V = \text{В }(V_{\text{сг}} + V_{\text{вп}}) = 1000(15,303 + 2,974) = 18277\text{мм}^{3}/\text{час}.
V = \text{В}V_{\text{сг}} = 1000 \cdot 15,303 = 15303\text{нм}^{3}/\text{час}.
6.2.2. Выбросы вредных веществ в атмосферу с дымовыми газами (CO, NO_{x} , CH_{4} ) при нормальных условиях определяется по формуле:
\rho_{i} — плотности соответствующего компонента (CO, NO_{x} , CH_{4} ) принимаются как величины постоянные:
\rho_{CO} = 1,25\text{кг}/\text{мм}^{3} ; \rho_{NO_{x}} = 2,053\text{кг}/\text{мм}^{3} ; \rho_{CH_{4}} = 0,717\text{кг}/\text{мм}^{3} .
Пересчет объема дымовых газов на температурные условия газового потока в устье дымовой трубы производится по формуле:
V_{t} = V \frac{(273,2 + t) \cdot 760}{273,2 \cdot P} ,
t — температура дымовых газов в устье дымовой трубы (для примера принимается 300 °C) <*>,
1. Для металлических труб температура уходящих газов на выходе из трубы может быть принята на 15 — 20 °C ниже температуры уходящих газов в борове печи.
2. Для кирпичных и железобетонных дымовых труб снижением температуры в устье дымовой трубы можно пренебречь и можно принимать равной температуре уходящих газов в борове печи.
V_{t} = 18277 \cdot \frac{(273,2 + 300) \cdot 760}{273,2 \cdot 750} = 38858\text{м}^{3}/\text{час}.
Скорость истечения дымовых газов (W, м/с) из устья дымовой трубы определяется по формуле:
W = \frac{4V_{t}}{\pi D^{2} \cdot 3600} \text{м}/\text{с},
W = \frac{4 \cdot 38858}{3,14 \cdot 1 \cdot 3600} = 13,75\text{м}/\text{с}
\psi_{CO} = 15303 \cdot 0,5 \cdot 1,25 \cdot 10^{- 2} = 95,6\text{кг}/\text{час}
\psi_{NO_{x}} = 15303 \cdot 0,02 \cdot 2,053 \cdot 10^{- 2} = 6,28\text{кг}/\text{час}
\psi_{CH_{4}} = 15303 \cdot 0,05 \cdot 0,717 \cdot 10^{- 2} = 5,49\text{кг}/\text{час}.
\psi_{SO_{2}} = 2 \cdot B \cdot S^{P} \cdot 10^{- 2},
S^{P} — содержание серы в рабочей массе топлива (по таблице 6.5)
\psi_{SO_{2}} = 2 \cdot 1000 \cdot 10,504 \cdot 10^{- 2} = 210,08\text{кг}/\text{час}.
Выброс золы мазутной в пересчете на ванадий определяется по формуле:
\psi_{v} = 10^{- 6} \cdot G_{v} \cdot B\text{г}/\text{с},\text{т}/\text{г},
G_{v} — количество ванадия, находящегося в 1 тонне мазута, г/т, может быть рассчитано по формуле:
где A^{P} — содержание золы в мазуте на рабочую массу, %;
B — расход топлива, г/с (т/г).
G_{v} = \frac{4000 \cdot 0,02}{1,8} = 44,44\text{г}/\text{т}
\psi_{v} = 10^{- 6} \cdot 44,44 \cdot 1 = 0,044\text{кг}/\text{час}.
Выброс бенз(а)пирена при отсутствии данных замеров определяется по следующей формуле [9]:
\psi_{\text{б}(\text{а})\text{п}} = V_{t} \cdot K_{\text{б}(\text{а})\text{п}} \cdot 10^{- 6}\text{кг}/\text{час},
K_{\text{б}(\text{а})\text{п}} — концентрация бенз(а)пирена, которая для газообразного топлива принимается равной 7 \cdot 10^{- 6}\text{мг}/\text{м}^{3} , для жидкого и комбинированного топлива — 4 \cdot 10^{- 5}\text{мг}/\text{м}^{3} .
W_{\text{б}(\text{а})\text{п}} = 38858 \cdot 4 \cdot 10^{- 5} \cdot 10^{- 6} = 1,55 \cdot 10^{- 6}\text{кг}/\text{час}.
Фактическая концентрация вредных веществ (\text{С}_{i\text{ф}},\text{мг}/\text{м}) в условиях выхода дымовых газов из устья дымовой трубы определяется по формуле:
\text{С}_{i\text{ф}} = \frac{\psi_{i} \cdot 10^{6}}{V_{t}} \text{мг}/\text{м}^{3},
\text{С}_{CO}^{\text{ф}} = \frac{95,6 \cdot 10^{6}}{38858} = 2460\text{мг}/\text{м}^{3}
\text{С}_{NO_{x}}^{\text{ф}} = \frac{6,28 \cdot 10^{6}}{38858} = 162\text{мг}/\text{м}^{3}
\text{С}_{CH_{4}}^{\text{ф}} = \frac{5,49 \cdot 10^{6}}{38858} = 141\text{мг}/\text{м}^{3}
\text{С}_{SO_{2}}^{\text{ф}} = \frac{210,08 \cdot 10^{6}}{38858} = 5406\text{мг}/\text{м}^{3}
\text{С}_{\text{золы}}^{\text{ф}} = \frac{0,044 \cdot 10^{6}}{38858} = 1,12\text{мг}/\text{м}^{3}
6.2.3 Валовые выбросы вредных веществ в атмосферу с дымовыми газами определяются по формуле:
G_{i} = \frac{\psi_{i} \cdot \text{ПР}}{1000} \text{тонн}/\text{год},
ПР — продолжительность работы печи в часах за год (для нашего примера ПР = 8000).
Валовые выбросы вредных веществ:
G_{CO} = \frac{95,6 \cdot 8000}{1000} = 764,8\text{тонны}/\text{год}
G_{\text{б}(\text{а})\text{п}} = \frac{1,55 \cdot 10^{- 6} \cdot 8000}{1000} = 12,4 \cdot 10^{- 6}\text{тонны}/\text{год}
G_{\text{золы}} = \frac{0,044 \cdot 8000}{1000} = 0,352\text{тонны}/\text{год}
G_{NO_{x}} = \frac{6,28 \cdot 8000}{1000} = 50,2\text{тонны}/\text{год}
G_{SO_{2}} = \frac{210,08 \cdot 8000}{1000} = 1680,60\text{тонны}/\text{год}.
6.2.4. При наличии статистически обеспеченного ряда измерений [10] могут быть определены удельные нормативы выбросов для компонентного состава используемого топлива, типа, мощности и компоновки горелок по следующей формуле:
C_{i}^{\text{УА}} = \frac{1}{j - 1} \sum_{n = j}^{i} C_{i,j}^{\text{УА}},
C_{i,j}^{\text{УА}} — удельный выброс i-го вещества по каждому из j-х измерений.
C_{i,j}^{\text{УА}} = \frac{W_{i,j}}{B} \cdot 10^{6}\text{т}/\text{тонны}
В этом случае расчет валового выброса вредных веществ в атмосферу будет определяться по формуле:
W_{i} = B \cdot C_{i}^{\text{УА}} \cdot 10^{6}\text{т}/\text{год},
Для рассматриваемого примера при условии, что рассчитанные значения выбросов были получены на статистически надежном ряде измерений, можно определить удельные нормативы выбросов (C_{i}^{\text{УА}}) и валовые выбросы за рассматриваемый период (G) (при B = 1000 тонн).
C_{CO}^{\text{УА}} = \frac{95,6 \cdot 10^{6}}{1000} = 95600\text{г}/\text{тонну}
G_{CO} = 95600 \cdot 1000 \cdot 10^{6} = 95,6\text{т}/\text{период}
C_{NO_{x}}^{\text{УА}} = \frac{6,28 \cdot 10^{6}}{1000} = 6280\text{г}/\text{тонну}
G_{NO_{x}} = 6280 \cdot 1000 \cdot 10^{6} = 6,28\text{т}/\text{период}
C_{CH_{4}}^{\text{УА}} = \frac{5,28 \cdot 10^{6}}{1000} = 5280\text{г}/\text{тонну}
G_{CH_{4}} = 5280 \cdot 1000 \cdot 10^{6} = 5,28\text{т}/\text{период}
C_{SO_{2}}^{\text{УА}} = \frac{210,08 \cdot 10^{6}}{1000} = 210080\text{г}/\text{тонну}
G_{SO_{2}} = 210080 \cdot 1000 \cdot 10^{6} = 210,08\text{т}/\text{период}
C_{\text{зола}}^{\text{УА}} = \frac{0,044 \cdot 10^{6}}{1000} = 44\text{г}/\text{тонну}
G_{\text{зола}} = 44 \cdot 1000 \cdot 10^{6} = 0,044\text{т}/\text{период}
C_{\text{б}(\text{а})\text{п}}^{\text{УА}} = \frac{1,55 \cdot 10^{- 6} \cdot 10^{6}}{1000} = 1,55 \cdot 10^{- 3}\text{г}/\text{тонну}
G_{\text{б}(\text{а})\text{п}} = 1,55 \cdot 10^{- 3} \cdot 1000 \cdot 10^{- 6} = 1,55 \cdot 10^{- 6}\text{т}/\text{период}.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сигал И.Я. Защита воздушного Бассейна, Л., «Недра», 1977.
2. Методические указания по Расчету валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии. (РД-17-86). Казань, 1987.
3. Эрих В.Н. Технический анализ нефтепродуктов и газа, Л., «Химия», 1975.
4. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод), М., «Энергия», 1973.
5. ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера. Метод определения скорости газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
6. ГОСТ 17.2.4.07-90 Охрана природы. Атмосфера. Метод определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
7. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л., Гидрометеоиздат, 1987.
8. Перечень методик по определению концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенный к применению. С.-Пб., 1994.
9. Инвентаризация источников выбросов бенз(а)пирена на Туапсинском НПЗ. Казань, ВНИИУС, 1991.
10. ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С.-Пб., ДНТП, 1991.
| Выбросы вредных веществ | |||||||||||
| CO | CH_{4} | SO_{2} | NO_{x} | зола мазутная | бенз(а)пирен | ||||||
| г/с | т/год | г/с | т/год | г/с | т/год | г/с | т/год | г/с | т/год | г/с | т/год |
| 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 |