Помощь студентам в учебе
Природоохранные мероприятия по снижению выбросов в атмосферу на примере малой котельной
|
Введение 9
1 Краткая характеристика природных условий района расположения котельной 11
1.1 Физико-географические условия 11
1.2 Характеристика современного состояния водного объекта 12
2 Краткая характеристика технологии производства 14
2.1 Технические характеристики механизмов технологической схемы
топливоподачи 16
2.1.1 Топливное хозяйство 16
2.1.2 Котельные агрегаты 17
2.1.3 Подготовка воды для питания котлов методом
катионирования 23
2.1.4 Шлакозолоудаление 27
2.1.5 Тягодувные устройства 29
3 Расчет рассеивания выбросов от точечного источника 33
3.1 Расчет максимальной приземной концентрации загрязняющих
выбросов одиночного источника 33
3.2 Фоновая концентрация вредных веществ в атмосфере и учет ее
в расчете рассеивания выбросов 37
3.3 Расчет приземной концентрации ЗВ в долях ПДК 39
4 Характеристика предприятия как источника загрязнения
атмосферы 41
4.1 Организация и обоснование принятого размера санитарно¬защитной зоны 43
5 Мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу 45
5.1 Первый метод - реконструкция газоочистного оборудования 45
5.1.1 Расчет электрофильтра 46
5.2 Второй метод - перевод котлов на сжигание водоугольного
топлива (ВУТ) 50
5.3 Сравнительный анализ двух методов 56
6 Экономическая часть 59
6.1 Расчет капитальных затрат на природоохранные мероприятия 59
6.2 Расчет численности персонала и фонда заработной платы 62
6.3 Расчет эксплуатационных затрат на природоохранные мероприятия 66
6.4 Расчет экологического предотвращенного ущерба 69
6.5 Эффективность природоохранных мероприятий 70
7 Нормативно-правовая база 73
Заключение 82
Список использованных источников 84
1 Краткая характеристика природных условий района расположения котельной 11
1.1 Физико-географические условия 11
1.2 Характеристика современного состояния водного объекта 12
2 Краткая характеристика технологии производства 14
2.1 Технические характеристики механизмов технологической схемы
топливоподачи 16
2.1.1 Топливное хозяйство 16
2.1.2 Котельные агрегаты 17
2.1.3 Подготовка воды для питания котлов методом
катионирования 23
2.1.4 Шлакозолоудаление 27
2.1.5 Тягодувные устройства 29
3 Расчет рассеивания выбросов от точечного источника 33
3.1 Расчет максимальной приземной концентрации загрязняющих
выбросов одиночного источника 33
3.2 Фоновая концентрация вредных веществ в атмосфере и учет ее
в расчете рассеивания выбросов 37
3.3 Расчет приземной концентрации ЗВ в долях ПДК 39
4 Характеристика предприятия как источника загрязнения
атмосферы 41
4.1 Организация и обоснование принятого размера санитарно¬защитной зоны 43
5 Мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу 45
5.1 Первый метод - реконструкция газоочистного оборудования 45
5.1.1 Расчет электрофильтра 46
5.2 Второй метод - перевод котлов на сжигание водоугольного
топлива (ВУТ) 50
5.3 Сравнительный анализ двух методов 56
6 Экономическая часть 59
6.1 Расчет капитальных затрат на природоохранные мероприятия 59
6.2 Расчет численности персонала и фонда заработной платы 62
6.3 Расчет эксплуатационных затрат на природоохранные мероприятия 66
6.4 Расчет экологического предотвращенного ущерба 69
6.5 Эффективность природоохранных мероприятий 70
7 Нормативно-правовая база 73
Заключение 82
Список использованных источников 84
Защита окружающей среды от вредных выбросов является одной из острейших проблем современности. Одним из основных источников экологически негативного воздействия на окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса.
Влияние энергетического предприятия обширно на состояние окружаю¬щей среды, а именно отходами своего производства: загрязняет воздушный бассейн продуктами сгорания органического топлива, вызывает тепловое загрязнение атмосферы, загрязнение водных объектов сточными водами, оказывает электромагнитное влияние. При этом происходит значительное изменение в естественных экологических процессах и равновесие в их протекании. Негативное воздействие на окружающую среду обусловлено использованием органического топлива в технологических процессах теплоэнергетических предприятий.
Перечень ведущих предприятий, основных химических загрязнителей атмосферного воздуха населенных мест Красноярского края (по данным государственной статистической отчетности 2-тп (воздух)), в течение последних 8 лет остается неизменным и включает преимущественно предприятия цветной металлургии и теплоэнергетики.
Следует признать, что в настоящее время полностью исключить выбросы в окружающую среду невозможно, однако, при современной технике сжигания угля их можно свести к минимуму. Определенная доля выбросов в атмосферу является объективно обусловленной современным этапом развития технологии энергетического производства.
Ситуация усугубляется тем, что в атмосферу попадают выбросы других промышленных предприятий, а также моторизированного транспорта и прочих источников загрязнения, связанного с деятельностью человека, в результате чего во многих крупных городах и промышленных центрах наблюдается превышение уровня ПДК в разовых или суточных измерениях примесей. В зоне действия предприятий теплоэнергетического комплекса образуется повышенный уровень загрязнения воздуха окислами азота, сажей, бенз(а)пиреном и другими веществами.
Основным направлением защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами является создание новой безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. В то же время многие действующие промышленные предприятия используют технологические процессы с открытыми циклами производства. В этих случаях отходящие газы перед выбросом в атмосферу необходимо подвергать очистке. Очистка газов от вредных примесей является сложным и дорогостоящим мероприятием. Современный уровень развития науки и производства позволяет разрабатывать методы очистки любых газовых систем. Задача сводится лишь к повышению технико-экономической эффективности процессов очистки газов.
Одним из загрязняющих предприятий г. Красноярска является котельная, расположенная в Березовском районе. Основное воздействие обусловлено выбросами из дымовых труб продуктов сгорания органического топлива (пыль неорганическая: 70-20% SiO2, оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода и бенз(а)пирен), оказывающее негативное воздействие на окружающую природную среду и население.
Поэтому, основной целью данной бакалаврской работы является уменьшение негативного влияния котельной на окружающую природную среду. Природоохранные мероприятия могут быть достигнуты путем реконструкции газоочистного оборудования или перевод котлов на сжигание водоугольного топлива (ВУТ). В работе происходит сравнение двух методов и выявление наиболее приемлемого с целью снижения пыли неорганическая: 70¬20%SiO2, направленного на оздоровление и улучшение экологической ситуации района.
Влияние энергетического предприятия обширно на состояние окружаю¬щей среды, а именно отходами своего производства: загрязняет воздушный бассейн продуктами сгорания органического топлива, вызывает тепловое загрязнение атмосферы, загрязнение водных объектов сточными водами, оказывает электромагнитное влияние. При этом происходит значительное изменение в естественных экологических процессах и равновесие в их протекании. Негативное воздействие на окружающую среду обусловлено использованием органического топлива в технологических процессах теплоэнергетических предприятий.
Перечень ведущих предприятий, основных химических загрязнителей атмосферного воздуха населенных мест Красноярского края (по данным государственной статистической отчетности 2-тп (воздух)), в течение последних 8 лет остается неизменным и включает преимущественно предприятия цветной металлургии и теплоэнергетики.
Следует признать, что в настоящее время полностью исключить выбросы в окружающую среду невозможно, однако, при современной технике сжигания угля их можно свести к минимуму. Определенная доля выбросов в атмосферу является объективно обусловленной современным этапом развития технологии энергетического производства.
Ситуация усугубляется тем, что в атмосферу попадают выбросы других промышленных предприятий, а также моторизированного транспорта и прочих источников загрязнения, связанного с деятельностью человека, в результате чего во многих крупных городах и промышленных центрах наблюдается превышение уровня ПДК в разовых или суточных измерениях примесей. В зоне действия предприятий теплоэнергетического комплекса образуется повышенный уровень загрязнения воздуха окислами азота, сажей, бенз(а)пиреном и другими веществами.
Основным направлением защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами является создание новой безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. В то же время многие действующие промышленные предприятия используют технологические процессы с открытыми циклами производства. В этих случаях отходящие газы перед выбросом в атмосферу необходимо подвергать очистке. Очистка газов от вредных примесей является сложным и дорогостоящим мероприятием. Современный уровень развития науки и производства позволяет разрабатывать методы очистки любых газовых систем. Задача сводится лишь к повышению технико-экономической эффективности процессов очистки газов.
Одним из загрязняющих предприятий г. Красноярска является котельная, расположенная в Березовском районе. Основное воздействие обусловлено выбросами из дымовых труб продуктов сгорания органического топлива (пыль неорганическая: 70-20% SiO2, оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода и бенз(а)пирен), оказывающее негативное воздействие на окружающую природную среду и население.
Поэтому, основной целью данной бакалаврской работы является уменьшение негативного влияния котельной на окружающую природную среду. Природоохранные мероприятия могут быть достигнуты путем реконструкции газоочистного оборудования или перевод котлов на сжигание водоугольного топлива (ВУТ). В работе происходит сравнение двух методов и выявление наиболее приемлемого с целью снижения пыли неорганическая: 70¬20%SiO2, направленного на оздоровление и улучшение экологической ситуации района.
Одним из основных видов воздействия котельной расположенной в Березовском районе на окружающую среду является загрязнение атмосферного воздуха газоаэрозольными продуктами сгорания органического топлива. Дымовая труба предприятия является организованным источникам вредных выбросов пыли неорганической: 70-20% SiО2, оксидов серы, оксидов азота, оксидов углерода и бенз(а)пирена, наносящие вред здоровью человека и влияющие на экологическую обстановку.
Оценка существующего загрязнения атмосферы выбросами от дымовых труб проводилась на основании результатов расчета приземных концентраций вредных веществ.
Проведенный анализ позволил предложить следующие технические решения:
- реконструкцию газоочистного оборудования путем дополнения существующей системы очистки дымовых газов в циклонах второй ступенью очистки дымовых газов электрофильтрах ЭГВ 1-9-7,5-4-3;
- внедрение экологически чистой технологии сжигания топлива - технология водоугольного топлива.
При проведении реконструкции газоочистного оборудования предлагается установить 7 электрофильтров ЭГВ 1-9-7,5-4-3 (на каждый котел). Согласно расчету проведенной реконструкции снижается количество выбрасываемой пыли на 96%.
При внедрении технологии сжигания водоугольного топлива предлагается использование привозного топлива "ЭКОВУТ" на основе каменного угля марки Д, вследствие чего производится ликвидация открытого склада хранения угля и исчезают выбросы от неорганизованных источников - при пересыпке и хранении пылящих материалов. Для хранения ВУТ проектируется топливный парк, состоящий из 10 подземных резервуаров объемом по 2000 м3 каждый, полностью заглубленных в землю, оборудованные пароводяной системой подогрева. Перевод котлов на сжигание твердого топлива влечет реконструкцию топки котла, которая заключается в установке предтопка. Сжигание водоугольного топлива позволит снизить выбросы твердых частиц на 94%, диоксида серы на 10%, оксида углерода на 7%, диоксида азота на 6%.
Для данного проекта были произведены расчеты основных эколого-экономических показателей.
В результате проведённых расчётов для первого метода были определены капитальные вложения по данному проекту - 21006,49 тыс. рублей, годовые расходы по эксплуатации - 2581,24 тыс. рублей. Плата за выброс загрязняющих веществ до мероприятия составляет 150,993 тыс. руб., после предложенного решения - 22,56 тыс. руб. Предотвращённый ущерб (полный экономический эффект) на предприятии за год 11565,25 тыс. руб., а значимость эффекта - 81 %.
Для второго метода капитальные вложения по проекту составляют 11 946,08 тыс. рублей, годовые расходы по эксплуатации - 4009,09 тыс. рублей. Плата за выброс загрязняющих веществ до мероприятия составляет 150,993 тыс. руб., после предложенных решений - 20,48 тыс. руб. Предотвращённый ущерб (полный экономический эффект) на предприятии за год 11836,83 тыс. руб., а значимость эффекта - 86 %.
Рентабельность инвестиций составляет 33 % и 8 % для первого и второго методов соответственно. Исходя из полученных расчетов установка электрофильтров с экономической точки зрения целесообразнее.
Однако, полученные результаты свидетельствуют, что экономический механизм природопользования, в частности, система платежей за загрязнение окружающей среды не работает, поскольку не стимулирует предприятия на осуществление природоохранных мероприятий для уменьшения негативного экологического воздействия. Экономически многократно выгоднее осуществлять подобные платежи, чем инвестировать инновации, оплачивать весомые суммы текущих затрат.
Расчеты показывают, что котельная наносит ущерб как окружающей среде, так и здоровью человека. Предложенные мероприятия по уменьшению негативного влияния ведут к значительному снижению вредных веществ, в частности пыли неорганической: 70-20% SiО2, и к нормализации экологической ситуации в целом.
Оценка существующего загрязнения атмосферы выбросами от дымовых труб проводилась на основании результатов расчета приземных концентраций вредных веществ.
Проведенный анализ позволил предложить следующие технические решения:
- реконструкцию газоочистного оборудования путем дополнения существующей системы очистки дымовых газов в циклонах второй ступенью очистки дымовых газов электрофильтрах ЭГВ 1-9-7,5-4-3;
- внедрение экологически чистой технологии сжигания топлива - технология водоугольного топлива.
При проведении реконструкции газоочистного оборудования предлагается установить 7 электрофильтров ЭГВ 1-9-7,5-4-3 (на каждый котел). Согласно расчету проведенной реконструкции снижается количество выбрасываемой пыли на 96%.
При внедрении технологии сжигания водоугольного топлива предлагается использование привозного топлива "ЭКОВУТ" на основе каменного угля марки Д, вследствие чего производится ликвидация открытого склада хранения угля и исчезают выбросы от неорганизованных источников - при пересыпке и хранении пылящих материалов. Для хранения ВУТ проектируется топливный парк, состоящий из 10 подземных резервуаров объемом по 2000 м3 каждый, полностью заглубленных в землю, оборудованные пароводяной системой подогрева. Перевод котлов на сжигание твердого топлива влечет реконструкцию топки котла, которая заключается в установке предтопка. Сжигание водоугольного топлива позволит снизить выбросы твердых частиц на 94%, диоксида серы на 10%, оксида углерода на 7%, диоксида азота на 6%.
Для данного проекта были произведены расчеты основных эколого-экономических показателей.
В результате проведённых расчётов для первого метода были определены капитальные вложения по данному проекту - 21006,49 тыс. рублей, годовые расходы по эксплуатации - 2581,24 тыс. рублей. Плата за выброс загрязняющих веществ до мероприятия составляет 150,993 тыс. руб., после предложенного решения - 22,56 тыс. руб. Предотвращённый ущерб (полный экономический эффект) на предприятии за год 11565,25 тыс. руб., а значимость эффекта - 81 %.
Для второго метода капитальные вложения по проекту составляют 11 946,08 тыс. рублей, годовые расходы по эксплуатации - 4009,09 тыс. рублей. Плата за выброс загрязняющих веществ до мероприятия составляет 150,993 тыс. руб., после предложенных решений - 20,48 тыс. руб. Предотвращённый ущерб (полный экономический эффект) на предприятии за год 11836,83 тыс. руб., а значимость эффекта - 86 %.
Рентабельность инвестиций составляет 33 % и 8 % для первого и второго методов соответственно. Исходя из полученных расчетов установка электрофильтров с экономической точки зрения целесообразнее.
Однако, полученные результаты свидетельствуют, что экономический механизм природопользования, в частности, система платежей за загрязнение окружающей среды не работает, поскольку не стимулирует предприятия на осуществление природоохранных мероприятий для уменьшения негативного экологического воздействия. Экономически многократно выгоднее осуществлять подобные платежи, чем инвестировать инновации, оплачивать весомые суммы текущих затрат.
Расчеты показывают, что котельная наносит ущерб как окружающей среде, так и здоровью человека. Предложенные мероприятия по уменьшению негативного влияния ведут к значительному снижению вредных веществ, в частности пыли неорганической: 70-20% SiО2, и к нормализации экологической ситуации в целом.