环境工程设计2第3章污染源强度计算31053.pptx
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1、第第3 3章、污染源强度计算章、污染源强度计算目目 录录2023/5/14Environmental Engineering Design污染物排放量的计算方污染物排放量的计算方法法1废气排放计算废气排放计算2用水量和废水排放量计算用水量和废水排放量计算3固体废弃物排放量计算固体废弃物排放量计算43.1 污染物排放量的计算方法污染物排放量的计算方法2023/5/14Environmental Engineering Design3.1.1 物料衡算法物料衡算法式中:式中:Mi为某种产品生产过程中投入一种物料i的总量;Pi为经过工艺过程进入产品中的量;Ri为回收的量;Bi为转化为副产品的量;Wi
2、为进入废水、废气、废渣中成为污染物的量;G为产品的产量。3.1 污染物排放量的计算方法污染物排放量的计算方法2023/5/14Environmental Engineering Design3.1.1 物料衡算法物料衡算法 单位产品的总排污量总排污量是进入废水废水(wiw)、废气废气(wia)和废废渣渣(wis)中的该物料的总和总和,即 如果废水、废气、废渣经过一定的处理后排放,其处理过程的去除率分别为w、a和s,则生产单位产品排入环境中的该污生产单位产品排入环境中的该污染物量为染物量为:3.1 污染物排放量的计算方法污染物排放量的计算方法2023/5/14Environmental Engi
3、neering Design3.1.2 排放系数法排放系数法式中:式中:Dii污染物的排放量(kg/a);Mip、Mim、Mir单位产品的排污系数(kg/t)、万元产值的排污系数(kg/万元)和单位原料消耗的排污系数(kg/t);Gi、Yi、Ri产品年产量(t/a)、年总产值(万元/a)和原材料年消耗量(t/a)。2023/5/14Environmental Engineering Design3.1.3 实测法实测法式中:式中:diw、dia水污染物、大气污染物的排放量,(t/a);ciw、cia水污染物、大气污染物浓度(mg/L,mg/m3);Qiw、Qia废水、废气排放量。3.2 废气排
4、放计算废气排放计算2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(1)锅炉燃料消耗量计算)锅炉燃料消耗量计算 对产生饱和蒸汽的锅炉,可以用下式计算:式中式中:B为锅炉燃料消耗量,kg/h或m3/h;D为锅炉每小时的产汽量,kg/h或m3/h;I1为在锅炉工作压力下饱和蒸汽的热焓,kJ/kg或kCal/kg;I2为锅炉给水的热焓值,kJ/kg或kCal/kg,一般取20水的热焓计算,即83.75 kJ/kg或20kCal/kg;QL为燃料应用基的低位发热值,kJ/kg;为锅炉的热效率,%。3.2 废气
5、排放计算废气排放计算2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(1)锅炉燃料消耗量计算)锅炉燃料消耗量计算 对热水锅炉的燃料消耗量,可以用下式计算:式中式中:BW为热水锅炉的燃料消耗量,kg/h或m3/h;KW为锅炉每小时的出水量,kg/h;IC为锅炉出水的热焓,kJ/kg;IJ为锅炉进水的热焓,kJ/kg。2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(2)理论空气需要理论空气需要量量的的计算计算A
6、、固体和液体燃料的理论空气需要量固体和液体燃料的理论空气需要量 根据以上式可以求得1Kg燃料完全燃烧时的理论空气需要量理论空气需要量V0:式中式中:WC、WH、WS、WO分别表示燃料中碳、氢、硫和氧元素的重量百分含量,%.2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(2)理论空气需要理论空气需要量量的的计算计算B、气体燃料的理论空气需要量气体燃料的理论空气需要量各种碳氢化合物燃烧的化学反应,可用下面化学反应方程式表示:2023/5/14Environmental Engineering Desig
7、n3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(2)理论空气需要理论空气需要量量的的计算计算B、气体燃料的理论空气需要量气体燃料的理论空气需要量 因此,1m3气体燃料燃烧所需理论空气量V0为:式中式中:CO、H、H2S、CmHn、O2分别表示气体燃料中CO、H2、H2S、碳氢化合物和氧气的容积百分比,%;2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(2)理论空气需要理论空气需要量量的的计算计算C、经验公式法计算理论空气需要量经验公式法计算理论空气需要量 对于QL12546 kJ/k
8、g的每千克劣质煤:对于燃料应用基的挥发分Vy15%的每千克烟煤:对于燃料应用基的挥发分Vy 15%的每千克烟煤:2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算(2)理论空气需要理论空气需要量量的的计算计算C、经验公式法计算理论空气需要量经验公式法计算理论空气需要量 对于QL 14637 kJ/m3的1m3气体燃料:对于每千克液体燃料:对于QL 10455 kJ/m3的1m3气体燃料:2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算
9、燃料燃烧产生的废气量计算(3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算A、固体和液体燃固体和液体燃烧产生的烟气量烧产生的烟气量 1Kg固体和液体完全燃烧时产生的烟气体积Vy为:式中式中:WWN N、WWWW分别为燃料中氮和水的重量百分含量,%;G Gmm为使用1kg雾化燃油的蒸汽量,kg;为空气过剩系数,=0+,0 为炉膛空气过剩系数,为烟气流程上各段受热面处的漏风系数,见下表。2023/5/14Environmental Engineering Design(3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算燃烧方式烟煤无烟煤重油煤气手烧炉及抛煤机炉1.3-1.51.3-2.01.15-1.21.
10、05-1.10链条炉1.3-1.41.3-1.5煤粉炉1.21.25沸腾炉1.23-1.3漏风部位炉膛对流管束过热器省煤器空气预热器除尘器钢烟道(每10m)砖烟道(每10m)值0.10.150.050.10.10.050.010.05漏风系数漏风系数 炉膛空气过剩系数炉膛空气过剩系数0 A、固体和液体燃固体和液体燃烧产生的烟气量烧产生的烟气量3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算2023/5/14Environmental Engineering Design(3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算B、气体燃料产生的烟气量、气体燃料产生的烟气量 理论烟气中的氮气体积
11、为:对于1m3燃气,其中产生的三原子气体体积为:式中式中:CO、CO2、H2S、CmHn分别为气体燃料中各成份的百分比,%.式中式中:VN2为理论烟气中氮气体积,m3/m3;N2 为燃料中氮气百分比,%。3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算2023/5/14Environmental Engineering Design(3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算B、气体燃料产生的烟气量、气体燃料产生的烟气量 因此,因此,1m1m3 3气体燃料燃烧产生的烟气体积为:气体燃料燃烧产生的烟气体积为:水蒸汽的体积为:水蒸汽的体积为:式中式中:d:d为气体燃料的湿度,g/m3
12、。3.2.1 燃料燃烧产生的废气量计算燃料燃烧产生的废气量计算2023/5/14Environmental Engineering Design(3 3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算C、经验公式计算烟气产生量、经验公式计算烟气产生量 对于QL12546 kJ/kg的每千克劣质煤:对于1kg无烟煤、烟煤或贫煤:对于1kg液体燃料:2023/5/14Environmental Engineering Design(3 3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算C、经验公式计算烟气产生量、经验公式计算烟气产生量 对于1m3的气体燃料,当 QL 14637 kJ/m3时:对于1m3的气体
13、燃料,当 QL 10455 kJ/m3时:对于小型锅炉,可采用下面简化公式计算1kg燃料的烟气量。2023/5/14Environmental Engineering Design(3)燃烧产生烟气量的燃烧产生烟气量的计算计算系数K0的取值表燃料烟煤无烟煤油褐煤(水分30%)褐煤(30%水分40%)K0值1.11.111.11.141.18D、烟气总量的计算、烟气总量的计算C、经验公式计算烟气产生量、经验公式计算烟气产生量式中式中:V Vytyt为烟气总量,m3/h或m3/a;B B为燃料消耗量,kg/h或kg/a,m3/h;V Vy y为实际烟气量,m3/kg或m3/m3。2023/5/14
14、Environmental Engineering Design3.2.2 燃料燃烧产生的气态污染物量计算燃料燃烧产生的气态污染物量计算(1)二氧化硫排放量的计算二氧化硫排放量的计算 燃煤产生的二氧化硫的计算公式如下:式中式中:GGSO2SO2为二氧化硫的产生量,kg;B B为燃煤量,kg;S S为煤的含硫量,%。燃油产生的二氧化硫计算公式与燃煤基本相似,可用下式计算:式中式中:B B0 0为燃油量,kg;WWS S为油中的硫含量,%。2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.2 燃料燃烧产生的气态污染物量计算燃料燃烧产生的气态污染物量计算(1)
15、二氧化硫排放量的计算二氧化硫排放量的计算 天然气燃烧产生的二氧化硫可用下列公式计算:式中式中:V V气体燃料的消耗量,m3;CCH2SH2S为气体燃料中硫化氢的体积含量,%;系数2.857是每立方米二氧化硫的质量,kg/m3。如果没有脱硫装置,二氧化硫的排放量等于产生量。如果有脱硫装置,二氧化硫的排放量为:式中式中:GGP P为二氧化硫的排放量,kg;为脱硫装置的脱硫效率,%。2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.2 燃料燃烧产生的气态污染物量计算燃料燃烧产生的气态污染物量计算(2 2)氮氧化物排放量的计算氮氧化物排放量的计算 燃料燃烧产生的
16、氮氧化物可用下式计算:式中式中:GNOX为燃料产生的氮氧化物量,kg;B为煤或重油消耗量,kg;n为燃料中氮的含量,%;为燃料氮向燃料型NO的转化率,%,其值与燃料含氮量有关,一般燃烧条件下,燃煤层燃炉为25%-50%,粉煤炉为20%-25%,n0.4%时,燃油锅炉的 值为32%-40%;Vy为1kg燃料生成的烟气量,m3/kg;CNOX为燃烧时生成的温度型氮氧化物的浓度,mg/m3,通常取93.8mg/m3。2023/5/14Environmental Engineering Design3.2.2 燃料燃烧产生的气态污染物量计算燃料燃烧产生的气态污染物量计算(2 2)氮氧化物排放量的计算氮
17、氧化物排放量的计算锅炉用燃料的含氮量锅炉用燃料的含氮量燃料名称含氮质量百分比,%数值范围平均值煤0.5-2.51.5劣质重油0.2-0.40.2一般重油0.08-0.40.14优质重油0.005-0.080.032023/5/14Environmental Engineering Design(3)一氧化碳的计算一氧化碳的计算 固体和液体燃料燃烧产生的一氧化碳可用下式计算:式中式中:GGCO CO 为一氧化碳产生量,g/kg;q q为不完全燃烧值,%,见下表;WWCC为燃料中碳的质量百分含量,%,见下表。对于天然气和人造气体燃料,一氧化碳的产生量为:式中式中:V V1 1、V V2 2 、V
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