Определение вредных выбросов водогрейного котла при сжигании RDF-топлива Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА

ПРИ СЖИГАНИИ RDF-ТОПЛИВА

Корнилова Наталья Вячеславовна Трубаев Павел Алексеевич БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород

АННОТАЦИЯ

Целью работы являлось проведение промышленного эксперимента с целью анализа химического состава газов, образующихся при сжигании брикетов RDF-топлива в водогрейном котле. Результаты замеров состава газов после котла, сжигающего смесь древесных и бытовых отходов показал, что по всем определяемым показателям расчетные приземные концентрации не превы-шают ПДК. Таким образом сжигание смеси древесных отходов и ТБО не оказывает неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека.

ABSTRACT

The work purpose was induflrial experiment. Burning of a mix of wa&e wood and a household wa&e was made. The composition of the gases formed at burn-ing of RDF-fuel in the hot-water boiler was defined. On all defined parametres settlement ground concentration do not exceed maximum concentration limit. Thus burning of a mix of wa&e wood and a household wa&e does not render an adverse effect on a circumambient and the person.

Ключевые слова: RDF-топливо, экология, ПДК.

Keywords: RDF-fuel, ecology, TLV.

В настоящее время ведется анализ мероприятий по уменьшению объемов твердых бытовых отходов (ТБО) и древесных отходов [1-7]. Существенной долей всех отходов является древесина - как первичная, в результате рубки и чистки зеленых насаждений, так и вторичная - в виде предметов и отходов переработки деревообрабатывающей отрасли, так и отходов строительства и крупногабаритный мусор. Наиболее перспективным является сжигание древесных остатков с примесями ТБО, как традиционный и проверенный метод уменьшения объема продукта, так и с точки зрения получения полезного результата - тепловой энергии для нужд отопления и технологических циклов.

Для определения пригодности брикетов RDF-топлива для сжигания был проведен промышленный эксперимент с целью анализа состава газов, образующихся при сжигании брикетов RDF-топлива в водогрейном котле теплопроизво-дительностью 200 кВт, установленном ТК «Экотранс» (г. Белгород). Для анализа брались следующие материалы: 1. Брикеты RDF-топлива (древесина 70%, ТБО 30%); 2. Брикеты RDF-топлива (древесина 50%, ТБО 50%).

Подготовка топлива велась в виде брикетов диаметром 50 мм произвольной длины (до 400 мм). Сжигание прово-

дилось в течение 3-х дней с замерами результатов на выходе из котла измерительным комплексом ГАНК-4. В процессе измерений проводился так же анализ эффективности работы котла.

Характеристика вредных веществ, концентрация которых измерялась, приведена в табл. 1. Для каждого вещества в таблице приведены предельно допустимые концентрации (ПДК):

ПДК мр -предельная допустимая максимально разовая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе (концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни);

ПДК сс - предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест (эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределённо долгом вдыхании). Полученные результаты измерений содержания веществ в газоходе после котла приведены в табл. 2.

Таблица 1

вредных веществ

Наименование вещества Химическая формула Описание ПДКмр,мг/м3 ПДКсс,мг/м3 Класс опасности

Углерода оксид CO Газ без цвета и запаха, токсичен 5 3 4

Азота диоксид NO2 При высоких концентрациях бурый газ с удушливым запахом 0,2 0,04 4

Аммиак NH3 Бесцветный газ с резким удушливым запахом и едким вкусом 0,2 0,04 4

Меркаптан R-SH Бесцветный газ с характерным запахом 0,007 3

Сероводород H2S Бесцветный газ с запахом тухлых яиц 0,008 3

Фенол летучее вещество с характерным резким запахом 0,007 3

Таблица 2

Результаты измерений содержания вредных веществ в газоходе

Вид брикетов Температура уходящих газов Содержание, мг/м3

Углерода оксид ТО Азота диоксид Ш2 Аммиак КИ3 Меркаптан R-SH Сероводород H2S Фенол

№ 1 267 1235 57,2 60 3,48 1,53 0,052

№ 1 320 475 37,3 53 0,0 2,36 0,0

№ 1 409 207 15,2 37,1 0,0 1,08 0,0

№ 2 233 1436 12,1 0,0 9,66 0,653 0,453

№ 2 246 1085 14,1 105 19,4 0,711 0,462

№ 2 284 725 15,0 142 13,9 1,44 1,98

№ 2 303 440 11,04 0,0 15,7 0,655 0,711

№ 2 350 920 7,04 163 9,1 1,17 1,21

№ 2 366 445 12,5 190 12,5 2,22 2,44

Расчет значения приземной концентрации вредных ве- веществ, содержащихся в выбросах предприятий». Как вид-ществ (табл. 3) производился по методике ОДН-86 «Мето- но из рис., концентрация всех веществ значительно ниже

дика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных ПДК при всех режимах работы котла.

Таблица 3

Расчетные значения приземной концентрации вредных веществ

Вид брикетов Температура уходящих газов Содержание, мг/м3

Углерода оксид ТО Азота диоксид Ш2 Аммиак КИ3 Меркаптан R-SH Сероводород H2S Фенол

№ 1 267 0,1389 0,00643 0,0067 0,000391 0,000172 0,000006

№ 1 320 0,0485 0,00381 0,0054 0 0,000241 0

№ 1 409 0,0185 0,00136 0,0033 0 0,000096 0

№ 2 233 0,1737 0,00146 0 0,001168 0,000079 0,000055

№ 2 246 0,1275 0,00166 0,0123 0,002280 0,000084 0,000054

№ 2 284 0,0789 0,00163 0,0155 0,001513 0,000157 0,000215

№ 2 303 0,0462 0,00116 0 0,001650 0,000069 0,000075

№ 2 350 0,0894 0,00069 0,0158 0,000884 0,000114 0,000118

№ 2 366 0,0422 0,00119 0,0180 0,001185 0,000211 0,000231

СО

тгч|гч|гч|гч|ттт

Температура газов, °С

R-SH

0,008

0,006

§0,004

о 0,002

спог^тю^-тою ог^ют^сооьлю ^■тгч|гч|гч|гч|ттт

Температура газов, °С

с

N02

0,2

0,16

0,12

"0,08

0,04

спог^тю^-тою ог^ют^сооьлю ^■тгч|гч|гч|гч|ттт

Температура газов, °С

с

H2S

0,008

0,006

§0,004

о 0,002

спог^тю^-тою ог^ют^сооьлю ^■тг^г^г^г^ттт

Температура газов, °С

с

5

4

3

2

1

0

0

0

0

Рис. Сравнение расчетной приземной концентрации вредных веществ с ПДК

Вывод. Результаты замеров состава газов после котла, сжигающего смесь древесных и бытовых отходов показал, что по всем определяемым показателям расчетные приземные концентрации не превышают ПДК. Таким образом сжигание смеси древесных отходов и ТБО не оказывает неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека.

Список литературы:

1. Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 224 с.

2. Теплотехнические испытания пиролизного котла / П.А. Трубаев, П.Н. Тарасюк, В.И. Филатов, Б.М. Гришко // Инновационные технологии в энергетике. - сб. статей II Межд. научно-практ. конф. - Вып. II. - Пенза: ПДЗ, 2014. -С. 98-101.

3. Технологические комплексы и оборудование для переработки техногенных материалов / С.Н. Глаголев, В.С. Севостьянов, С.В. Свергузова и др. // Вестник Казанского

технологического университета, 2012. - Т. 15, № 10.- С. 198-200.

4. Ресурсо-энергосберегающие модули для комплексной утилизации техногенных материалов / С.Н. Глаголев, В.С. Севостьянов, А.М. Гридчин и др. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 2013. - № 6. - С. 102-106.

5. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). Утв. Госкомгидрометом СССР 04.08.1986, пр. № 192.

6. ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Утв. Минздравом РФ 21.05.2003 г. с изменениями от 3.11.2005 г. и 4.02.2008 г.

7. Коровин И.О. Исследование пиролизной утилизации углесодержащих твёрдых бытовых отходов. Дисс ... канд. техн. наук. - Тюмень, 2003. - 159 с.