Очитка выбросов токсичных компонентов от сжигания минерального сырья
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
MSO2=0,0510-3 402 /200 1 1 1,23 1 = 0,0053 г/с ; MNO2 = 0,0410-3 402 /200 1 1 1,23 1 = 0,0042 г/с ;
Ci = Z Cmax (33)
где Z - константа, определяемая в зависимости от величины соотношения Х/Хм:
Если Х/Хм ? 1, Z = 3(Х/Хм)4 - 8(Х/Хм)3 + 6(Х/Хм)2,
если Х = 200, то Х/Хм = 0,25
Z = 3(0,25)4 - 8(0,25)3 + 6(0,25)2 = 0,262,
если Х = 400, то Х/Хм = 0,5
Z = 3(0,5)4 - 8(0,5)3 + 6(0,5)2 = 0,688 ,
если Х = 700, то Х/Хм = 0,87
Z = 3(0,87)4 - 8(0,87)3 + 6(0,87)2 = 0,992 ,
Если 1 < Х/Хм ? 8, Z = 1,13/(0,13 (Х/Хм)2 + 1);
если Х = 900, то Х/Хм = 1,12
Z = 1,13/(0,13 (1,12)2 + 1) = 0,974,
если Х = 2000, то Х/Хм = 2,5
Z = 1,13/(0,13 (2,5)2 + 1) = 0,624,
если Х = 5000, то Х/Хм = 6,24
Z = 1,13/(0,13 (6,24)2 + 1) = 0,186,
Если Х/Хм > 8 и F = 1, Z = (Х/Хм)/(( Х/Хм )2 - 3.52(Х/Хм) + 120),
если Х = 8000, то Х/Хм = 9,99
Z = (9,99)/(( 9,99 )2 - 3.52(9,99) + 120) = 0,054
если Х =12000, то Х/Хм = 14,98
Z = (14,98)/(( 14,98 )2 - 3.52(14,98) + 120) = 0,051
если Х = 20000, то Х/Хм = 24,07
Z = (24,07)/(( 24,07 )2 - 3.52(24,07) + 120) = 0,038.
По формуле (33) находим значение приземных концентраций вредных веществ в атмосфере:
для пыли:
Сп1 = 0,262 0,0084 = 2,2 мг/м3
Сп2 = 0,688 0,0084 = 5,8 мг/м3;
Сп3 = 0,992 0,0084 = 8,3 мг/м3;
Сп4 = 0,974 0,0084 = 8,2 мг/м3,
Сп5 = 0,624 0,0084 = 5,2мг/м3;
Сп6 = 0,186 0,0084 = 1,6 мг/м3;
Сп7 = 0,054 0,0084 = 0,5 мг/м3;
Сп8 = 0,051 0,0084 = 0,4 мг/м3;
Сп9 = 0,038 0,0084 = 0,3 мг/м3,
для СО:
ССО1 =0,262 0,0011 = 0,3 мг/м3;
ССО2 = 0,688 0,0011 = 0,8 мг/м3;
ССО3 = 0,992 0,0011 = 1,1 мг/м3;
ССО4 = 0,974 0,0011 = 1,07 мг/м3,
ССО5 = 0,624 0,0011 = 0,69 мг/м3;
ССО6 = 0,186 0,0011 = 0,21 мг/м3;
ССО7 = 0,054 0,0011 = 0,06 мг/м3;
ССО8 =0,051 0,0011 = 0,06 мг/м3;
ССО9 = 0,038 0,0011 = 0,04 мг/м3,
для SO2:
СSO2 1 = 0,262 0,0013= 0,34 мг/м3;
СSO2 2 = 0,688 0,0013 = 0,89 мг/м3;
СSO2 3 = 0,992 0,0013 = 1,29 мг/м3;
СSO2 4 = 0,974 0,0013 = 1,27 мг/м3,
СSO2 5 = 0,624 0,0013 = 0,81 мг/м3;
СSO2 6 = 0,186 0,0013= 0,24 мг/м3;
СSO2 7 = 0,054 0,0013 = 0,07 мг/м3;
СSO2 8 = 0,051 0,0013 = 0,07 мг/м3;
СSO2 9 = 0,038 0,0013= 0,05 мг/м3,
для NO2:
СNO2 1 = 0,262 0,0367 = 9,62 мг/м3;
СNO2 2 = 0,688 0,0367 = 25,25 мг/м3;
СNO2 3 = 0,992 0,0367 = 36,41 мг/м3;
СNO2 4 = 0,974 0,0367 = 35,75 мг/м3,
СNO2 5 = 0,624 0,0367 = 22,91 мг/м3;
СNO2 6 = 0,186 0,0367 = 68,26 мг/м3;
СNO2 7 = 0,054 0,0367 = 1,98 мг/м3;
СNO2 8 = 0,051 0,0367 = 1,87 мг/м3;
СNO2 9 = 0,038 0,0367 = 1,4 мг/м3,
По полученным данным строим график, приведенный на рисунке 2
Рисунок 2 - График изменения концентрации вредного компонента в приземном слое атмосферы
Из графика видно, что наиболее загрязняющим веществом является оксид азота, также большую концентрацию имеет пыль, SO2 и СО имеют существенно низкие концентрации.
2.3 Принципиальная схема очистки. Физико-химические основы очистки отработанных газов от токсичных компонентов
Предлагаемая схема очистки приведена на рисунке 3.
-камерная печь, 2 - запорный вентиль, 3 - батарейный циклон, 4 - абсорбер, 5 - бак с раствором карбамида, 6 - насос, 7 - известковый катализатор, 8 - каталитический нейтрализатор, 9- теплообменник
Рисунок 3 - Промышленная установка по очистки отработавших газов
Принцип действия предлагаемой установки заключается в следующем. Загрязненный воздух из камерной печи поступает в батарейный циклон 3, который состоит из циклических элементов малого диаметра, имеющих общий отвод и подвод газов, а также общий бункер. Элементы батарейного циклона имеют диаметры 100, 150, 250 мм, а оптимальная скорость газов в элементе лежит в пределах от 3,5 - 4,75 м/с, а для прямоточных циклических
элементов 11-13 м/с. Допускаемая запыленность газов при их очистке от слабослипающихся пылей в батарейных циклонах может быть определина по приведенным данным в таблице 6.
Таблица 6 - Допускаемая запыленность газов
Диаметр элементов в мм100150250Допускаемая концентрация частиц пыли при различных типах завихрения, г/м3Винт3550100Розетка153575
После очистки в батарейном циклоне газ поступает на очистку в установку для очистки от оксидов серы и азота. Установка состоит из бака для раствора карбамида емкостью 18 м3, насоса производительностью 30 м3/ч для подачи раствора в абсорбер. Абсорбер имеет диаметр 3 м и высоту 8 м, производительность 60 м3/ч с двумя ступенями вихревого контакта и ступенью орошения с 12-ю форсунками, установленными на выходе из абсорбера под каплеотбойником. Практически полная очистка отработанных газов от оксида серы и азота достигается при концентрации карбамида в абсорбционном растворе 70-120 г/л. В абсорбере в присутствие карбамида протекает следующая реакция:
3(NH2)2CO + NO + NO2 + 3SO2 + 6H2O = 3(NH4)2SO4 + 3SO2 + N2
При этом в растворе карбамида, являющемся буферным в интервале pH= 5,5-6,0, будет протекать образование сульфаминовой кислоты. Следовательно, совместное присутствие оксидов азота и серы должно способствовать повышению степени очистки.
Следующая стадия очистки протекает в каталитическом нейтрализаторе, катализатором в котором является известняк СаСО3. Очистка происходит
по следующим реакциям:
СaCO3 + NO2 + NO + H2O Ca(NO3)2 + H2CO3 + O2
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 ;(HCO3)2 + SO2 + H2O CaSO3 H2O + 2CO2 ;3 H2O + 1/2 О2 CaSO4 H2O
Степень очистки в катализаторе равна 80-85% . Помимо очистки от оксидов азота и серы происходит очистка от частиц летучей золы и других веществ.
Для понижения температуры отработанных газов предусмотрен рекуперативный теплообменник. В нем температура газа снижается до температуры окружающей среды, а пар, образующийся при нагреве охлаждающей воды, поступает на дальнейшее использование, например, на отопление помещения.
Данная схема позволяет очистить отработанные газы от всех загрязняющих компонентов, то есть довести их концентрации до ПДК и ниже, следовательно, снизить н