Примеры проведения расчетов образования загрязняющих веществ от отдельного оборудования (котлы газовые, плиты газовые для приготовления пищи).
Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при приготовлении пищи на газовой плите.
Внимание! В случае отсутствия вентиляционных выбросов от помещения, оборудованного газовыми печами, стационарный источник выбросов в атмосферный воздух отсутствует. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух стационарными источниками расчитываются в случае наличия принудительной вентиляции помещения.
Расчет выбросов загрязняющих веществ при приготовлении пищи
Расчет выбросов в атмосферу загрязняющих веществ согласно "Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от основного технологического оборудования рыбоперерабатывающих предприятий», Москва, 1989
Количество максимальных секундных выбросов (г/сек) при жарке мясных продуктов определяется по формуле:
где: 
- массовый выброс i-того загрязняющего вещества, г/с;
- удельный показатель выброса i-того загрязняющего вещества, мг / кг сырья, принимается по таблице 3 Методики;
Наименование загрязняющих веществ |
мг/кг сырья | |
Аммиак | 0,1 |
|
Амины по диметиламину | 0,2 | |
Карбоновые кислоты по валериановой кислоте | 0,8 |
|
Карбонильные соединения по пропаналю | 0,3 |
|
- производительность j-того источника выбросов по сырью, которое обжаривается, кг/час;
- количество источников, выбрасывающих i-ое загрязняющее вещество.
Расчет годового массового выброса (т / год) производится по формуле:
, т/год
где: 
- время работы оборудования, час/год.
Пример 1.
1) Расчет выбросов загрязняющих веществ при приготовлении пищи:
Количество сырья – 100 кг/час, время работы оборудования – 2500 час/год, количество единиц оборудования (печей) – 3 ед..
Выбросы аммиака (Аммиак):
M=3*0,1*100*0,28* 
=0,0000084 (г/с);
=3*0,1*100*2500* 
=0,000075 (т/год).
Выбросы аминов по диметиламину (Диметиламин):
M=3*0,2*100*0,28* =0,0000168 (г/с);
=3*0,2*100*2500* =0,00015 (т/год).
Выбросы карбоновых кислот по валериановой кислоте (Валериановая кислота):
M=3*0,8*100*0,28* =0,0000672 (г/с);
=3*0,8*100*2500* =0,0006 (т/год).
Выбросы карбонильных соединений по пропаналю (Пропаналь):
M=3*0,3*100*0,28* =0,0000252 (г/с);
=3*0,3*100*2500* =0,000225 (т/год).
Результат расчета выбросов при приготовлении пищи:
Код | Наименование загрязняющих веществ | Мощность выброса | |
г/сек | т/год | ||
303 | Аммиак | 0,0000084 | 0,000075 |
1819 | Диметиламин | 0,0000168 | 0,00015 |
1519 | Валериановая кислота | 0,0000672 | 0,0006 |
1314 | Альдегид пропионовый (пропаналь) | 0,0000252 | 0,000225 |
2). Расчет выбросов загрязняющих веществ при сжигании природного газа в газовых печах проводится по «Сборнику показателей эмиссии (удельных выбросов) загрязняющих веществ в атмосферный воздух различными производствами», том 1, Донецк, 2004
Например, объем сгоревшего природного газа (Bv) 20 тыс. м3/год (по показаниям газового счетчика); время работы печей 1450 час/год.
Исходные данные: природный газ (газопровод Уренгой - Ужгород),
По данным таблицы Г.4 (дополнение Г) объемный состав сухой массы природного газа составляет, %:
метан (CH4) – 98,90;
этан (C2H6) – 0,12;
пропан (C3H8) – 0,011;
бутан (C4H10) – 0,01;
углекислый газ (CO2) – 0,06;
азот (N2) – 0,90.
Объемная нижняя теплота сгорания газа 33,08 МДж/м3, плотность – 0,723 кг/м3 при нормальних условиях.
Пересчет характеристик природного газа, кг/нм3
Согласно приложению Б
где mi – удельная масса і-го индивидуального газа в 1 нм3 сухого газообразного топлива, кг/нм3;
(I)v – объемное содержание і-го индивидуального газа %.
Массовый элементный состав сухого газоподобного горючего определяется по формулам:
,
,
,
,
где C daf – массовое содержание углерода в топливе на горючую массу, %;
H daf – массовое содержание водорода в топливе на горючую массу,%;
N daf – массовое содержание азота в топливе на горючую массу, %;
О daf– массовое содержание кислорода в топливе на горючую массу, %;
ρ н– плотность сухого газообразного топлива, кг/нм3.
Тогда получаем %-ый состав по элементам природного газа
углерод – C r = Cdaf = 73,67;
водород – H r = Hdaf = 24,65;
кислород – О r = О daf = 0,12;
азот – N r = N daf = 1,56.
Массовая низшая теплота сгорания Qir
МДж/кг.
Расход природного газа на все печи:
B = Bv ρ = 20 х·0,723 = 14,46 т/год.
Валовые выбросы оксида азота (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота
Показатель эмиссии окислов азота (kNOx) 0 без учета первичных мероприятий согласно с данными таблицы Д.8 (Приложение Д) равняется 70 г/ГДж. Первичные мероприятия уменьшения выброса окислов азота отсутствуют, поэтому эффективность hI = 0. Азотоочистная установка отсутствует, поэтому эффективность hII та коэффициент работы b равняются нулю. Показатель эмиссии kNOx окислов азота
,
где (kNOx)0 - показатель эмиссии оксидов азота без учета мероприятий по сокращению выбросов, г/ГДж;
fн - степень уменьшения выбросов NOx во время работы на низкой нагрузке;
hI - эффективность первичных (режимно-технологических) мероприятий сокращения выбросов;
hII - эффективность вторичных мероприятий (азотоочистной установки);
b - коэффициент работы азотоочистной установки.
,
Qф - фактическая тепловая мощность энергетической установки;
Qн - номинальная тепловая мощность энергетической установки;
z - эмпирический коэффициент, который зависит от вида энергетической установки, ее мощности, типа топлива ( согласно табл. Д.9 z =1.25).
принимаем фактическую мощность равной номинальной, тогда 
=1.
kNOx = 70х(1-0)х (1-0х0) = 70 г/ГДж
Тогда валовый выброс:
Е Nox = 10 -6kNOx Qi B = 10 -6 х 70 х 45,75 х 14,46 = 0,04631 т/год
П = 0,04631 х 106 / (1450 х 3600) = 0,00887 г/с
Валовые выбросы оксида углерода
По данным таблицы Д.19 показатель эмиссии окисла углерода при отсутствии механического недожига kCO 0 cоставляет 250 г/ГДж. Показатель эмиссии оксида углерода при сжигании органического топлива определяется по формуле:
kco =( kco )0 (1 – q4 /100),
где q4 - потери тепла вследствие механического недожига топлива,%
Согласно таблице Д.4 q4 = 0. Тогда
kco = 250 х (1- 0,5/100) = 250 г/ГДж
Валовой выброс окисла углерода ECO:
Е сo = 10 -6kСO Qi B = 10 -6 х 250 х 45,75 х 14,46 = 0,1654 т/год
П = 0,1654 х 106 / (1450 х 3600) = 0,0317 г/с
Валовые выбросы диоксида углерода
Показатель эмиссии диоксида углерода определяется по формуле
kco2 = (44 x Cr x 106 ) eC / 1200 Qir
где Cr - массовое содержание углерода в топливе на рабочую массу, %;
Qir - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
eC - степень окисления углерода топлива ( согласно приложению А для природного газа рекомендуется величина 0,995);
kC - показатель эмисии углерода топлива, г/ГДж.
kco2 = (44 х 73,67 х 1000000)0,995 / 1200 х 45,75 = 58748 г/Гдж
Валовый выброс диоксида углерода от котла:
Еco2 = 10-6х 58748 x 45,75 x 14,46 = 38,8645 т/год
П = 38,8645 х 106 / (1450 х 3600) = 7,4453 г/с
Валовые выбросы оксида диазота
Валовый выброс окисла диазота N2O при сжигании природного газа в печи рассчитывается по данным таблицы Д.21, согласно которой показатель эмиссии kN20 = 0,1/Гдж:
Е N20 = 10 -6kN20 Qi B = 10 -6 х 0,1 х 45,75 х 14,46 = 0,0000662 т/год
П = 0,000062 х 106 / (1450 х 3600) = 0,000012 г/с
Валовые выбросы метана
Валовый выброс метана CH4 во время сжигания природного газа в одном котле рассчитывается по данным таблицы Д.22, согласно которой показатель эмиссии kСН4 = 1 г/ГДж:
СН4= 10 -6kСН4 Qi B = 10 -6 х 1,0 х 45,75 х 14,46 = 0,000662 т/год
П = 0,000662 х 106 / (1450 х 3600) = 0,000127 г/с
Валовые выбросы ртути металлической
Валовый выброс ртути металлической Hg во время сжигания природного газа в одном котле рассчитывается по формуле:
Е Hg = 10 -6kHg Qi B = 10 -6 х 0,0001 х 45,75 х 14,46 = 0,00000007 т/год
П = 0,00000007 х 106 / (1450 х 3600) = 0,00000000134 г/с
Результат расчёта выбросов при сжигании природного газа:
Загрязняющее вещество | Выброс | ||
Код | Наименование | г/с | тонн/год |
337 | Оксид углерода (СО) | 0,0317 | 0,1654 |
11812 | Диоксид углерода (СО2) | 7,4453 | 38,8645 |
301 | Оксида азота (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота (NО2) | 0,00887 | 0,04631 |
11815 | Оксид диазота (N2О) | 0,000012 | 0,0000662 |
410 | Метан (СН4) | 0,000127 | 0,000662 |
183 | Ртуть (Hg) | 0,00000000134 | 0,00000007 |
Суммарные выбросы от источника:
Код | Наименование загрязняющих веществ | Мощность выброса |
| |
г/сек | т/год |
| ||
303 | Аммиак | 0,0000084 | 0,000075 |
|
1819 | Диметиламин | 0,0000168 | 0,00015 |
|
1519 | Валериановая кислота | 0,0000672 | 0,0006 |
|
1314 | Альдегид пропионовый (пропаналь) | 0,0000252 | 0,000225 |
|
337 | Оксид углерода (СО) | 0,0317 | 0,1654 | |
11812 | Диоксид углерода (СО2) | 7,4453 | 38,8645 | |
301 | Оксида азота (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота (NО2) | 0,00887 | 0,04631 | |
11815 | Оксид диазота (N2О) | 0,000012 | 0,0000662 | |
410 | Метан (СН4) | 0,000127 | 0,000662 | |
183 | Ртуть (Hg) | 0,00000000134 | 0,00000007 | |
Примечание.
Удельные выбросы загрязняющих веществ (т/год) на 1 тыс. м3 природного газа:
Загрязняющее вещество | Выброс | ||
Код | Наименование | тонн/год |
|
337 | Оксид углерода (СО) | 0,00827 |
|
11812 | Диоксид углерода (СО2) | 1,9432 |
|
301 | Оксида азота (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота (NО2) | 0,00232 |
|
11815 | Оксид диазота (N2О) | 0,0000033 |
|
410 | Метан (СН4) | 0,000033 |
|
183 | Ртуть (Hg) | 0,000000004 |
|
Допускается проведение упрощенного расчета с использованием объема расходуемого природного газа и вышеуказанных удельных выбросов загрязняющих веществ. Так, при расходе природного газа в 30 тыс. м3/год выбросы загрязняющих веществ будут составлять:
Загрязняющее вещество | Выброс | |
Код | Наименование | тонн/год |
337 | Оксид углерода (СО) | 0,2481 |
11812 | Диоксид углерода (СО2) | 58,296 |
301 | Оксида азота (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота (NО2) | 0,0696 |
11815 | Оксид диазота (N2О) | 0,000099 |
410 | Метан (СН4) | 0,00099 |
183 | Ртуть (Hg) | 0,00000012 |
После чего определяется выброс (г/с) по вышеуказанной формуле:
П = т/год х 106 / (время работы в часах х 3600) = г/с
Пример расчета выбросов загрязняющих веществ при сжигании природного газа котельным оборудованием, работающем на природном газе
(организованный источник)
Определение валовых выбросов загрязняющих веществ может проводиться или через показатели эмиссии, или путем прямых инструментальных измерений.
В данном примере расчет выбросов загрязняющих веществ от котельного оборудования (расчетный г/с и валовый выброс, т/год) выполняется согласно методике, изложенной в «Сборнике показателей эмиссии (удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух разными производствами”, том 1, .г. Донецк. 2004 г., рекомендованной к использованию в Луганской Народной Республике.
Показатель эмиссии характеризует массовое количество загрязняющего вещества, которое выбрасывается оборудование в атмосферный воздух вместе с дымовыми газами, отнесенная к единице энергии, которая выделяется во время сгорания топлива.
Пример 2.
Для отопления помещений используются 3 котла КОЛВИ 90, работающих на природном газе. Номинальная (по паспорту) мощность каждого котла – 90 кВт. Годовой расход газа одним котлом – 45000 м3.
Источники выбросов – организованные. Выброс осуществляется через дымовые трубы от каждого котла.
В выбросах присутствуют следующие вредные вещества: оксиды азота NОx (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота, оксид диазота N2O, оксид углерода СО, метан CH4, диоксид углерода СО2, ртуть металлическая Нg.
В Луганской Народной Республике используется природный газ, состав которого соответствует газопроводу Уренгой – Ужгород (4 , Приложение Г)
По данным таблицы Г.4 объемный состав сухой массы природного газа составляет, %:
метан (CH4) – 98,90;
этан (C2H6) – 0,12;
пропан (C3H8) – 0,011;
бутан (C4H10) – 0,01;
углекислый газ (CO2) – 0,06;
азот (N2) – 0,90.
Объемная низшая теплота сгорания газа 33,08 МДж/м3, плотность газа – 0,723 кг/м3 при нормальних условиях.
Пересчет характеристик природного газа, кг/нм3 выполняется cогласно приложению Б:
где mi – удельная масса і-го индивидуального газа в 1 нм3 сухого газообразного топлива, г/нм3;
(i)v – объемное содержание і-го индивидуального газа. %.
Массовый элементный состав сухого газообразного горючего определяется по следующим формулам:
,
где C daf – массовое содержание углерода в топливе на горючую массу, %;
H daf – массовое содержание водорода в топливе на горючую массу, %;
N daf – массовое содержание азота в топливе на горючую массу, %;
О daf– массовое содержание кислорода в топливе на горючую массу, %;
ρ н– плотность сухого газообразного топлива, кг/нм3.
Процентный (% ) состав по элементам природного газа
углерод – C r = Cdaf = 73,67;
водород – H r = Hdaf = 24,65;
кислород – О r = О daf = 0,12;
азот – N r = N daf = 1,56.
Массовая низшая теплота сгорания Qi r, МДж/кг:
Расход природного газа от котла:
B = Bv ρн = 45,0 х· 0,723 = 32,535 т/год,
где Вv - объем использованного топлива за промежуток времени Т при н. у., тыс. нм3 (для примера - годовое использование газа на отопление одним котлом – 45,0 тыс нм3/год)
ρн - плотность сухого газоподобного топлива при нормальных условиях, кг/нм3 (табл. Г.4 0,723 кг/м3)
Валовый выброс i-го загрязняющего вещества (т/год) рассчитывается по формуле(1) Том 1, Раздел 1, п. 3:
Е i = 10-6 k i * Qi r * B, т/год
где | Е i - валовый выброс i - го загрязняющего вещества |
k i - показатель эмиссии j-го загрязняющего вещества г/ГДЖ
Qi r - низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/кг
В - расход топлива, т
Расчет выбросов загрязняющих веществ в г/сек производится по формуле:
М = E i х 106 / ( 3600 * Т ), г/с
Т - время работы оборудования в год, (ч/год)
Валовой выброс оксиды азота NOx (оксид и диоксид азота) в перерасчете на диоксид азота
Показатель эмиссии оксидов азота (kNOx) 0 без учета первичных мероприятий согласно с данными таблицы Д.8 (Приложение Д) - 70 г/ГДж. Первичные мероприятия уменьшения выброса оксидов азота отсутствуют, поэтому эффективность hI = 0. Азотоочистная установка отсутствует, поэтому эффективность hII=0 и коэффициент работы b=0. Показатель эмиссии kNOx:
,
где (kNOx)0 - показатель эмиссии оксидов азота без учета мероприятий по сокращению выбросов, г/ГДж;
fн - степень уменьшения выбросов NOx во время работы на низкой нагрузке;
hI - эффективность первичных (режимно-технологических) мероприятий сокращения выбросов;
hII - эффективность вторичных мероприятий (азотоочистной установки);
b - коэффициент работы азотоочистной установки.
,
Qф - фактическая тепловая мощность энергетической установки, кВт (в примере - 81 кВт);
Qн - номинальная тепловая мощность энергетической установки, кВт (в примере - 90 кВт;)
z - эмпирический коэффициент, который зависит от вида энергетической установки, ее мощности, типа топлива ( согласно табл. Д.9 z =1,25).
kNOx = 70(81,0/90,0)1,25 х (1-0)х (1-0х0) = 61,362 г/ГДж
Валовый выброс:
Е NОx = 10 -6 kNOx Qi B = 10 -6 х 61,362 х 45,75 х 32,535 = 0,091 т/год;
М = 0,091 х 106 / (4320 х 3600) = 0,00585 г/с.
Валовые выбросы оксида углерода
По данным таблицы Д.19 показатель эмиссии оксида углерода при отсутствии механического недожига k(CO )0 cоставляет 250 г/ГДж. Показатель эмиссии оксида углерода при сжигании органического топлива определяется по формуле (14):
kCO =( kCO )0 (1 – q4 /100),
где q4 - потери тепла вследствие механического недожига топлива,%
По таблице Д.4 q4 = 0.
kCO = 250 х (1- 0/100) = 250 г/ГДж
Валовой выброс окида углерода ECO:
Е CO = 10 -6kСO Qi B = 10 -6 х 250 х 45,75 х 32,535 = 0,372 т/год;
М = 0,372 х 10 6 / (4320 х 3600) = 0,0239 г/с.
Валовые выбросы диоксида углерода
Показатель эмиссии диоксида углерода определяется по формуле (15)
KСО2 = (44 x Cr x 106 ) eC / 1200 Qir , г/ГДж
где Cr - массовое содержание углерода в топливе на рабочую массу, %;
Qir - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
eC - степень окисления углерода топлива ( согласно приложению А для природного газа eC = 0,995).
KСО2 = (44 х 73,67 х 106)0,995 / 1200 х 45,75 = 58748 г/ГДж.
Валовый выброс диоксида углерода от котла:
ЕСО2 = 10-6х 58748 x 45,75 x 32,535 = 87,445 т/год;
М = 87,445 х 10 6 / (4320 х 3600) = 5,622 г/с.
Валовый выброс оксида диазота
Валовой выброс окс ида диазота N2O при сжигании природного газа в одном котле (по данным таблицы Д.21 показатель эмиссии kN20 = 0,1 г/ГДж):
Е N20 = 10 -6kN20 Qi B = 10 -6 х 0,1 х 45,75 х 32,535 = 0,000148 т/год;
М N20 = 0,000148 х 106 / (4320 х 3600) = 0,0000095 г/с.
Валовый выброс метана
Валовой выброс метана CH4 во время сжигания природного газа в одном котле (по данным таблицы Д.22 показатель эмиссии k СН4 = 1 г/ГДж):
Е СН4= 10 -6k СН4 Qi B = 10 -6 х 1,0 х 45,75 х 32,535 = 0,001488 т/год;
М СН4 = 0,001488 х 10 6 / (4320 х 3600) = 0,000096 г/с.
Выброс ртути металлической
Валовый выброс ртути металлической Hg (показатель эмиссии по таблице Д.17 k Hg = 0,0001 г/ГДж) во время сжигания природного газа в одном котле рассчитывается по формуле:
Е Hg = 10 -6kHg Qi B = 10 -6 х 0,0001 х 45,75 х 32,535 = 0,000000149 т/год;
М Hg = 0,000000149 х 10 6 / (4320 х 3600) = 0,000000009 г/с.
Результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ сводим в таблицу
Загрязняющее вещество | Выброс | ||
Код | Наименование | г/с | т/год |
337 | Оксид углерода (СО) | 0,0239 | 0,372 |
11812 | Диоксид углерода (СО2) | 5,622 | 87,445 |
301 | Диоксид азота (NО2) | 0,00585 | 0,091 |
11815 | Оксид диазота (N2О) | 0,0000095 | 0,0001488 |
410 | Метан (СН4) | 0,000096 | 0,001488 |
183 | Ртуть металлическая (Hg) | 0,00000009 | 0,00000147 |
Примечание. Расчет проведен для одного работающего котла, для других двух аналогичных котлов расчетные значения выбросов не меняются.
