До курсового проектування за курсом "Моделювання І прогнозування стану навколишнього середовища" для студентів 4 курсу хіміко-технологічного факультету / Уклад
| Вид материала | Документы |
- Єльнікової Тетяни Олександрівни з курсу "Моделювання та прогнозування стану довкілля", 33.26kb.
- Робоча навчальна програма з раціонального використання та відтворення водних ресурсів, 401.96kb.
- Укладач О. О. Кузьменко, 590.11kb.
- Л. М. Чуніхіна Рецензент М. М. Латишева, 719.95kb.
- Комп’ютерне моделювання фізичних процесів Для студентів ІV курсу спеціальності 070100, 219.13kb.
- Юрія Федьковича «затверджую», 632.92kb.
- Програма та плани семінарських занять для студентів Філософського факультету львів, 361.9kb.
- Кабінет міністрів україни постанова від 2012 р. № Київ Про затвердження Порядку проведення, 11.23kb.
- Програма стабілізації екологічного стану навколишнього середовища та підвищення рівня, 68.98kb.
- Ї праці студентів й виконання курсової роботи з дисципліни „Загальна екологія й основи, 517.37kb.
6.5. Розрахунок еколого-економічної ефективності схем каталітичного газоочищення
Оцінку еколого-економічної ефективності розглянемо для випадку середньотемпературного режиму.
6.5.1. Розрахунок екологічного ефекту
Розрахунок екологічного ефекту проводиться для вихідної суміші без обліку тих компонентів, що або додаються в суміш при схемі з підживленням, або використовуються у виді палива в схемі з підігрівом.
Визначаємо масу річного викиду в атмосферу по кожному компоненту в т/рік по (5.4):
для бутану m=50000,000280000,9952,67/1000 = 21,25;
для толуолу m=50000,0001580000,9954,10/1000 = 24,50;
для фенолу m=5000.0,0001780000,9954,19/1000 = 28,37.
Зміна приведеної маси викидів забруднень розраховується по кожній речовині, а потім по (5.3) знаходиться сумарне значення.
для бутану ΔΜC = 21,251,26 = 26,78 умов.т/рік;
для толуолу ΔΜC = 24,5049 = 1200,5 умов.т/рік;
для фенолу ΔΜC = 28,37310 = 8794,7 умов.т/рік;
сумарне ΔΜC = 26,78 + 1200,5 + 8794,7 = 10022 умов.т/рік.
Коефіцієнт розсіювання домішок в атмосфері визначається по (5.2). величина ΔТ, що входить у цю формулу, при постійному значенні температури в навколишньому повітрі (Т0) залежить тільки від температури на виході з трубного простору рекуператора ТК. Як видно з табл.6.6, для режимів з підігрівом і підживленням значення ТК практично однакові. Для автотермічного режиму величина ТК приблизно в 3 рази менше. Однак значення коефіцієнта f при цьому змінюється незначно. Так, наприклад, для середньотемпературного режиму для схеми з підігрівом величина f складе:
f = 4 / (1+6) 100/ [1000+(1+165 / 75) 30] = 0,0521
а для автотермічного случаю:
f = 4 / (1+6) 100/ [1000+(1+50/75) 30] = 0,0544
Розбіжність складає менш 5%. Тому значення коефіцієнта f можна розраховувати тільки раз – для будь-якого режиму.
Прийнявши, що установка газоочищення знаходиться на території промислового підприємства (тобто σ=4), екологічний ефект в умовних тоннах у рік по (5.1) складає:
Эн = 100220,0524 = 2084,6 умов.т/рік
6.5.2. Розрахунок економічної ефективності очисних споруджень
Для розрахунку економічного результату заходів щодо захисту атмосферного повітря необхідно розрахувати відвернений збиток і додатковий доход від приведених довкілля-захисних заходів.
Відвернений збиток визначається по (5.6):
ΔY= 24 2084,6 = 50030 грн/рік
Додатковий доход від приведених заходів щодо охорони повітряного басейну приймаємо рівним 70000 грн/рік. Тоді економічний результат заходів визначається по (5.5):
ΔР = 50030,4 + 70000 = 120030 грн/рік
Річний економічний ефект у гривнях розраховується по (5.7). Знайдемо складові цього рівняння. Зміна величини плати за забруднення середовища при установці систем газоочищення в порівнянні з викидами даної суміші в атмосферу без очищення визначається по (5.8)
ΔП = 46 21,25 + 200 24,50 + 3700 28,37 = 110846 грн/рік
Для визначення приросту експлуатаційних витрат (ΔС) і приросту одноразових витрат на проектування, придбання й монтаж установок газоочищення (ΔК) основні технологічні показники зведемо в табл. 6.10.
Таблиця 6.10
Основні технологічні показники схем каталітичного газоочищення
Показник | Процес у стаціонарному режимі | реверс-процес | ||
автотермічний | з підігрівом | з підживленням газ/ рідке паливо | ||
| Об'єм каталізатора, м3 | 0,35 | 0,35 | 0,67 /0,28 | 1,74 |
| Поверхня теплопередачі, м2 | 1530* | 525 | 525 | – |
| Витрата умовного Палива, кг/год | – | 41,0 | 21,8 /23,8 | – |
Об'єм інертноїЗасипки, м3 | – | – | – | 8,33 |
* – узяті 2 стандартних теплообмінники з F=765 м2
Використовуючи дані по питомим витратам (табл.5.3), визначимо вартість ОПФ (табл. 6.11). При визначенні необхідного обсягу реактора варто враховувати, що коефіцієнт заповнення його каталізатором складає 0,7–0,8. Приймаємо його рівним 0,7. Нормативний коефіцієнт економічної ефективності одноразових витрат (ЕН) прийнятий рівним 0,20.
Таблиця 6.11
Вартість ОВФ, грн
| Обладнання | Процес у стаціонарному режимі | реверс-процес | ||
автотермічний | з підігрівом | с підживленням газ/ рідке паливо | ||
Реактор | 1850 | 1850 | 3541 / 1480 | 53174 |
| Кожухотрубчастий теплообмінник | 1453500 | 498750 | 498750 | – |
| Трубчаста піч | – | 39000 | – | – |
| Перемикаючі пристрої | – | – | – | 28000 |
| Насос для подачі рідкого палива | – | 1600 | – / – | – |
| СУМА | 1455350 | 541200 | 502291 / 500230 | 81174 |
Приріст експлуатаційних витрат на газоочищення, віднесених до розрахункового року визначають по формулі (5.9).
| Для автотермічної схеми: | ΔС = 0,3570000 = 24500 грн |
| Для схеми з підігрівом: | ΔС = 0,3570000 +4180000,95 = 336100 грн |
| Для схеми з підживленням газоподіб-ним паливом: | ΔС = 0,6770000 +21,880000,95 = 212580 грн |
| Для схеми з підживленням рідким паливом: | ΔС = 0,2870000 +23,880000,95 = 200480 грн |
| Для реверс-процесу: | ΔС = 1,74.70000 +8,33.2000 = 138460 грн |
Річний економічний ефект для різних схем каталітичного очищення складає:
для автотермічної схеми:
Ээк = 110846 + 120030 – (24500 + 0,2.1455350) = – 84694 грн
для схеми з підігрівом:
Ээк = 110846 + 120030 – (336100 + 0,2.541200) = – 213464 грн
для схеми з підживленням газоподібним паливом:
Ээк = 110846 + 120030 – ( 212580 + 0,2.502291) = – 82162 грн
для схеми з підживленням рідким паливом:
Ээк = 110846 + 120030 – (200480 + 0,2.500230) = – 69650 грн
для Реверса-процесу:
Ээк = 110846 + 120030 – ( 138460 + 0,2.81174) = 76181грн.
Як випливає з отриманих результатів, єдина схема, що дає позитивний економічний ефект – реверс-процес. Зі схем, що реалізують процес газоочищення в стаціонарних умовах – схема з підживленням рідким паливом.
7. Рекомендована література
- Родионов А.И., Клушин В.И., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. – М.: Химия, 1989. – 512 с.
- Сигал И.Я. Термическая и каталитическая очистка газовых выбросов в атмосферу. - Киев: Наукова думка, 1984. - 424 с.
- Матрос Ю.Ш., Носков А.С., Чумаченко В.А. Каталитическое обезвреживание отходящих газов промышленных производств. Новосибирск, Наука, Сибирское отделение, 1991.-224 с.
- Алхазов Т.Г., Марголис Л.Я. Глубокое каталитическое окисление органических веществ. - М.: Химия, 1985. - 192 с.
ДОДАТКИ
Таблиця 1
Одноходові теплообмінники типа ТН, ТК, ХН, ХК з трубками 25х2
| Діаметр кожуха внутр., мм | Число труб, шт | Довжина труб, м | Площа прохідного перетину по трубках, м2 | ||||||
| 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | 9,0 | |||
| 150 | 13 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | – | – | – | 0,005 |
| 259 | 37 | 3,0 | 5,0 | 6,5 | 10 | – | – | – | 0,013 |
| 307 | 61 | – | 7,0 | 9,5 | 14,0 | 19,0 | – | – | 0,021 |
| 400 | 111 | – | – | 17,0 | 26,0 | 35,0 | 52,0 | – | 0,038 |
| 600 | 261 | – | – | 40,0 | 61,0 | 81,0 | 122 | – | 0,089 |
| 800 | 473 | – | – | 74,0 | 112 | 150 | 226 | 329 | 0,161 |
| 1000 | 783 | – | – | – | 182 | 244 | 366 | 528 | 0,259 |
| 1200 | 1125 | – | – | – | – | 388 | 525 | 765 | 0,375 |
Таблиця 2
Теплофізичні властивості повітря при різних температурах при Р=0,1 МПа
| Температура, 0С | Густина, кг/м3 | В'язкість, η.106, Па/с | Теплопровідність, Вт /м.К | теплоємність, Дж/кг.К |
| 20 | 1,205 | 18,0 | 0,0259 | 1004 |
| 50 | 1,093 | 19,5 | 0,0278 | 1007 |
| 100 | 0,946 | 21,7 | 0,0319 | 1008 |
| 150 | 0,834 | 24,0 | 0,0353 | 1013 |
| 200 | 0,746 | 26,0 | 0,0393 | 1018 |
| 250 | 0,675 | 27,8 | 0,0425 | 1025 |
| 300 | 0,616 | 29,6 | 0,0452 | 1034 |
| 350 | 0,567 | 31,5 | 0,0483 | 1039 |
| 400 | 0,525 | 33,0 | 0,0511 | 1047 |
| 450 | 0,483 | 34,5 | 0,0537 | 1054 |
| 500 | 0,457 | 36,0 | 0,0562 | 1060 |
Таблиця 3
Величина адіабатичного розігріву і параметри моделі швидкостей глибокого окислювання, що спостерігаються, компонентів на алюмоміднохромовому каталізаторі ИКТ 12-8
| Речовина | Індекс | Адіабат. розігрів, К/1% | Предекспонента, 1/с | Енергія активації, ккал/моль |
| СО | 1 | 91 | 600 | 7,6 |
| Метан | 2 | 297 | 1,14е6 | 19,0 |
| Бутан | 3 | 864 | 7,7е5 | 16,6 |
| Пентан | 4 | 1179 | 1,18е5 | 13,7 |
| Гептан | 5 | 1495 | 4,38е4 | 10,3 |
| Декан | 6 | 2050 | 1,45е6 | 15,0 |
| Бензол | 7 | 1100 | 1,2е5 | 11,0 |
| Толуол | 8 | 1318 | 2,51е4 | 11,43 |
| Ксилол | 9 | 1517 | 1,45е6 | 15,0 |
| Стирол | 10 | 1483 | 1,2е5 | 11,0 |
| Етанол | 11 | 456 | 1,09е6 | 14,9 |
| Бутанол | 12 | 907 | 1,6е5 | 11,61 |
| Фенол | 13 | 1021 | 1,2е5 | 11,0 |
| Ацетон | 14 | 597 | 1,6е5 | 11,9 |
| Фурфурол | 15 | 775 | 1,9е3 | 7,2 |