Производство биогаза из отходов сахарного производства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
облемой серьезно задумываются пока только специалисты (энергетики, экологи), несмотря на то, что энергетические объекты в этих государствах с экологической точки зрения, зачастую, являются самыми неблагополучными. В Молдове, впрочем, как и в любом другом государстве СНГ, давно существует проблема повышения экологической безопасности энергетических объектов. Причем проблема эта становится все более острой по мере старения объектов энергетики. Сама по себе задача обеспечения экологической безопасности с технической и технологической точки зрения вполне разрешима, в проблему ее превращает экологическая сторона дела или, попросту говоря, отсутствие необходимых для этого денежных средств. Особенно ситуация эта осложнилась в последние годы. Восстановление нормальных природных условий потребует длительного времени и немалых усилий. Поэтому, чем раньше в этом направлении будут предприняты конкретные и ощутимые действия, тем больше шансов у нас и у наших потомков остановить и повернуть вспять опасную тенденцию неуклонного ухудшения экологической обстановки.
Поэтому возрастание экологических требований к предприятиям топливно-энергетической отрасли вызывает необходимость решения многих проблем по охране окружающей среды и снижению вредного воздействия теплоэнергетического производства на природу и человека.
Наиболее опасными токсичными котельной являются оксиды азота (N2O; NO; NO2; N2O3; N2O5). Самым высокотоксичным является диоксид азота NO2, который в шлейфе дымовых газов находится в пределах 60?80% от всех оксидов азота.
Накопления закиси азота N2O наряду с СО2 и СН4 и другими создают парниковый эффект, кроме того, закись азота участвует в реакциях, приводящих к истощению озонного слоя земли, который защищает человека и животный мир. Содержание оксидов азота по данным исследований определяет токсичность продуктов сгорания угля и мазута на 40?50 %, а природного газа на 90?95 %.
На проектируемом объекте планируется снизить выбросы в окружающую среду путем снижения количества сжигаемого природного газа примерно на 90 %. Кроме того, утилизация отходов сахарного производства, положительно скажется на экологической ситуации в регионе. На сахарных заводах в больших количествах вырабатывается побочный продукт производства - свекловичный жом. Обычно он идет на корм скоту, но если поблизости нет фермерских хозяйств, то он направляется в жомовые ямы, в которых складируется и гниет. Это наносит огромный ущерб экологии, так как при гниении выделяется метан. Как известно метан является парниковым газом. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 23 единицы.
.4.2 Расчет выбросов
Рассчитаем валовой выброс оксида углерода при сжигании природного газа по следующей формуле:
t/an; (5.1)
где: - выход оксида углерода при сжигании топлива, в kg/mii m3;
- количество израсходонного топлива, в mii m3/an (см. ф-лу 1.16);
kg/mii m3; (5.2)
где: - потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, в %;
R - коэффициент учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленный наличием в продуктах сгорания оксида углерода (для газа R=0,5);
- низшая теплота природного газа, в МJ/m3;
kg /mii m3.
t/an.
Теперь определим валовой выброс оксидов азота в пересчете на диоксид азота:
t/an; (5.3)
где: - параметр характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 GJ тепла, kg/ GJ (см. [10]);
t/an.
Таблица 5.2- Выбросы вредных веществ в атмосферу при сжигании природного газа
Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферуЕдиницы измеренияCONO2221,836,9t/an7,031,17g/sРасчет платы за выбросы производится в соответствии с [22] и приведен в Таблице 5.3.
Таблица 5.3 - Нормативная плата и коэффициент опасности вредных веществ
НаименованиеКоэффициент опасностиНорматив платы, lei/t.Оксид углерода118Диоксид азота25
Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха:
lei, (5.4)
где: N - нормативная плата за выброс вредных веществ;
Ai - коэффициент опасности вредных веществ;
Fri - количество выбрасываемых вредных веществ, в t.
Расчет годовой платы за выбросы сведен в таблицу 5.4.
Таблица 5.4 - Расчет годовой платы за загрязнение
НазваниеFriN•AiPi , leiОксид азота36,918•25=45016650Оксид углерода221,818•1=183992Итого20642
Так как после ввода в эксплуатацию биогазового завода количество сжигаемого природного газа сократится на 90 %, выбросы так же сократятся на 90 %. В денежном выражении получится:
Pi 0,9=20642(1-0,9)=2064,2 lei/an. (5.5)
ВЫВОДЫ
В представленной работе показана целесообразность эксплуатации биогазовой установки на сахарном заводе г.Дрокия. Предполагается с помощью данной установки экономить в пределах 90 % природного газа, потребляемого сахарным заводом в период работы. Кроме того, данная установка улучшит экологическую ситуацию в регионе, благодаря уменьшению выбросов СО2 в атмосферу и получению доброкачественных удобрений.
В работе рассчитан выход биогаза из отходов сахарного производства, а также проведен поверочный расчет парового котла при сжигании смеси биогаза и природного газа. Для сжигания биогаза в котле были выбраны горелки RPD 80 G-E фирмы Elco, которые рассчитаны на одновременное сжигание биогаза и природного газа.
Также в работе были выбраны когенерационные установки, которые пре