KỸ THUẬT XỬ LÝ PHÁT THẢICHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỊNH LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI PHÁT THẢI TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU Giảng viên: Nguyễn Đức Quyền Viện KH&CN Nhiệt – Lạnh, Trường ĐHBK Hà Nội...
Trang 1KỸ THUẬT XỬ LÝ PHÁT THẢI
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN ĐỊNH LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI PHÁT THẢI TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
Giảng viên: Nguyễn Đức Quyền
Viện KH&CN Nhiệt – Lạnh, Trường ĐHBK Hà Nội
Trang 2THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY
1 Thành phần nhiên liệu than đưa vào lò đốt
Trang 3QUY ĐỊNH VỀ NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT PHÁT THẢI TẠI
ỐNG KHÓI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Trang 4THÀNH PHẦN NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY
2 Các thành phần của khói thải: CO 2 , H 2 O, N 2 , O 2 , SO 2 , NOx, CO, tro, khói, HCl, HF, Cd, Hg, Pb, H 2 S, t, bụi, D/F
3 Tính toán sản phẩm cháy từ quá trình đốt nhiên liệu
-Thành phần làm việc của nhiên liệu: Cp, Hp, Np, Op, Sp, Ap, Wp
CO kg
O kg C
12
44 12
32
C kg kcal
CO kg
O kg C
12
28 12
16
Trang 5CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
4 Tính toán sản phẩm cháy từ quá trình đốt nhiên liệu
Đối với khí hyđro
2H 2 + O 2 2H 2 O
Đối với lưu huỳnh
S + O 2 SO 2
2 2
2
4
36 4
32
S kg kcal
SO kg
O kg S
32
64 32
32
Trang 6CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
5 Tính toán sản phẩm cháy từ quá trình đốt nhiên liệu
Nhiệt lượng được xác định theo công thức Mendeleev như sau:
Qp = 81.Cp + 246.Hp – 26(Op - Sp) – 6.Wp, kcal/kgNL
Cũng dựa trên các phản ứng cháy:
-Xác định được lượng ôxy cần cho quá trình cháy,
-Tính toán được lượng không khí cần cung cấp,
-Lượng sản phẩm cháy do 1kg nhiên liệu (NL) thải ra: NOx, SO 2 ,
CO, CO 2 và tro bụi.
Tính toán một số sản phẩm cháy
Trang 7CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU – VÍ DỤ TÍNH TOÁN
Tỷ lệ CaCO3 nguyên chất trong đá vôi thương
Phân áp suất bão hoà của hơi nước theo nhiệt độ
Độ chứa hơi trong không khí tra từ phần mềm hoặc
Trang 8CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
6 Công thức tính sản phẩm cháy (SPC)
(ở điều kiện tiêu chuẩn (t=0 0 C, p=760mmHg)
TT Đại lượng tính toán Đơn vị hiệu Ký Công thức tính
01
Lượng không khí khô lý
thuyết cần cho quá trình
Trang 9phẩm cháy với hệ số cháy
không hòan toàn về hóa
08 Lượng khí N 2 trong SPC m 3 chuẩn/kgNL V N2 V N2 = 0,8.10 -2 N p + 0,79V t
09 Lượng khí O khí thừa 2 trong không m 3 chuẩn/kgNL V O2 V O2 = 0,21(-1)Va
10 Lượng SPC tổng cộng (tức lượng khói thải bằng bằng
tổng các mục từ 4 9)
m 3 chuẩn/kgNL V SPC V SPC = V V SO2 + V CO + V CO2 +
H2O + V N2 + V O2
Trang 10CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
7 Công thức tính lượng khói thải và tải lượng các chất ô nhiễm
trong khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B, kg/h.
TT Đại lượng tính toán Đơn vị Ký hiệu Công thức tính
01 Lượng khói SPC ở điều kiện tiêu chuẩn m 3 /s L c L c = V SPC B/3600
02 Lượng khói SPC ở điều kiện thực tế tkhói, 0 C m 3 /s L T L T = L c (273 + t khói )/273
03 Lượng khí SO 2 với SO2 =
2,926 kg/m 3 chuẩn g/s M SO2 M SO2 = (10 3 V SO2 B. SO2 )/3600
04 Lượng khí CO với CO =
1,25 kg/m 3 chuẩn g/s M CO M CO = (10 3 V CO B. CO )/3600
05 Lượng khí CO 1,977 kg/m 3 chuẩn 2 với CO2 = g/s M CO2 M CO2 = (10 3 V CO2 B. CO2 )/3600
06 Lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a = 0,1
0,85
g/s M bui M bui = 10.a.A p B/3600
Trang 11CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
8 Tính toán sản phẩm cháy từ quá trình đốt nhiên liệu
Lượng khí NOx phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu theo công thức thực nghiệm của Woolrich sau đây:
Đối với nhiên liệu rắn (than đá):
M NOx = 3,953.10 -8 (B*Q) 1,18 , kg/giờ Đối với nhiên liệu lỏng (dầu):
M NOx = 1,723.10 -3 B 1,18 , kg/giờ Trong đó:
M NOx – lượng phát thải khí NOx tính theo đơn vị, kg/giờ,
Q – lượng nhiệt do nhiên liệu tỏa ra, kcal/kg,
B – lượng nhiên liệu tiêu thụ, kg/giờ,
Bổ sung công thức tính VNOx =
Trang 12KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỐI VỚI NHIÊN LIỆU THAN
A LƯỢNG KHÔNG KHÍ VÀ CÁC THÀNH PHẦN KHÍ
1 Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy Vo 5.156196 m3tc/kgNL
2 Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy Va 5.300675538 m3tc/kgNL
3 Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số không khí thừa anpha Vt 7.951013307 m3tc/kgNL
4 Lượng khí SO2 trong sản phẩm cháy V_SO2 0.0159822 m3tc/kgNL
5 Lượng khí CO trong sản phẩm cháy với hệ số cháy không hoàn toàn về hoá học và cơ học eta V_CO 0.01446867 m3tc/kgNL
6 Lượng khí CO2 trong sản phẩm cháy V_CO2 0.943996026 m3tc/kgNL
7 Lượng hơi nước trong sản phẩm cháy V_H2O 0.627395905 m3tc/kgNL
8 Lượng khí Nitơ trong sản phẩm cháy V_N2 6.288900512 m3tc/kgNL
9 Lượng khí O2 trong không khí thừa V_O2 0.556570931 m3tc/kgNL
10 Lượng sản phẩm cháy tổng cộng (từ 4-9) ở điều kiện tiêu chuẩn V_SPC 8.446129759 m3tc/kgNL
11 Lượng khí Nox trong sản phẩm cháy V_Nox 0.00236897 m3tc/kgNL
12 Lưu lượng khói sản phẩm cháy ở điều kiện thực tế t độ C L_T 70.07503262 m3/giây
B TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM
13 Tải lượng khí SO2 M_SO2 233.819586 gam/giây
14 Tải lượng khí CO M_CO 90.4291875 gam/giây
15 Tải lượng khí CO2 M_CO2 9331.400717 gam/giây
16 Tải lượng khí NOx M_Nox 24.32932479 gam/giây
17 Tải lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a M_Bui 1133.9 gam/giây
C NỒNG ĐỘ PHÁT THẢI CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÓI TCVN 5939-1995
18 Khí SO2 C_SO2 3336.703206 mgam/m3 500 2836.70320
19 Khí CO C_CO 1290.462296 mgam/m3 500 790.462296
20 Khí CO2 C_CO2 133162.9878 mgam/m3 Không QĐ
21 Khí NOx C_NOx 347.189632 mgam/m3 250 97.1896320
22 Bụi C_bui 16181.22686 mgam/m3 200 15981.2268
D MỨC ĐỘ PHẢI KHỬ SO2
23 Hệ số khử SO2 trong khói thải (mức độ cần thiết phải khử so với chuẩn) Beta 0.850151491
24 Lượng đá vôi CaCO3 cần để xử lý SO2 trong khói cho 1 tấn nhiên liệu G_CaCO3 73.07415668 kg/tấn nhiên liệu
25 Lượng đá vôi tiêu thụ mỗi giờ là 1315.33482 kg/giờ
26 Lượng cặn thu được trên 1 tấn nhiên liệu G_Can 95.62968871 kg/tấn nhiên liệu
27 Lượng cặn thải ra mỗi giờ là: 1721.334397 kg/giờ
Trang 13KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỐI VỚI NHIÊN LIỆU THAN
B TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM
17 Tải lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a M_Bui 1133.9 gam/giây
C NỒNG ĐỘ PHÁT THẢI CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÓI
Trang 14CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
9 Giới hạn các thông số trong không khí và khí thải công nghiệp
TT Thông số Trung bình 1 giờ Trung bình 8 giờ Trung bình 24 giờ Trung bình năm
Ghi chú: dấu ( - ) là không quy định (TSP <100micromet)
Đơn vị: Microgam trên mét khối (mg/m 3 )
Trang 15CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
9 Giới hạn các thông số trong không khí và khí thải công nghiệp
Trang 16CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
9 Giới hạn các thông số trong không khí và khí thải công nghiệp
16 Nitơ oxit, NOx (tính theo NO2) 1000 850
17 Nitơ oxit, NOx (cơ sở sản xuất hóa chất), tính theo NO2 2000 1000
18 Hơi H2SO4 hoặc SO3, tính theo SO3 100 50
19 Hơi HNO3 (các nguồn khác), tính theo NO2 1000 500
Trang 18CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
Trang 19CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
Trang 20CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
Trang 21CÁC CHẤT ĐỘC HẠI THẢI RA
TỪ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU
Trang 22SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
10 Công nghệ nhiệt điện than
Trang 23SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
10 Công nghệ nhiệt điện than
Trang 24SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
11 Công nghệ nhiệt điện rác
Trang 25SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
11 Công nghệ nhiệt điện rác
Trang 26SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ sản xuất xi măng
Trang 27SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ sản xuất xi măng
Trang 28SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ sản xuất gạch nung (tuynel)
Trang 29SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ lò hơi công nghiệp (cung cấp hơi bão hòa)
Trang 30SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ lò hơi công nghiệp (cung cấp hơi bão hòa)
Trang 31SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ lò hơi công nghiệp (cung cấp hơi bão hòa)
Trang 32SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ lò hơi công nghiệp (cung cấp hơi bão hòa)
Trang 33SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ lò hơi công nghiệp (cung cấp hơi bão hòa)
Trang 34SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT PHÁT THẢI CHÍNH
12 Công nghệ lò hơi công nghiệp (cung cấp hơi bão hòa)