环境工程设计第污染源强度计算.ppt

第3章 污染源强度计算 目录 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 1污染物排放量的计算方法 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 1 1物料衡算法 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 1 1物料衡算法 单位产品的总排污量是进入废水 wiw 废气 wia 和废渣 wis 中的该物料的总和 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染物量为 3 1污染物排放量的计算方法 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 1 2排放系数法 式中 Di i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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 1 3实测法 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废气排放计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 1 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 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 75kJ 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废气排放计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 1 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 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2 理论空气需要量的计算 A 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V0 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2 理论空气需要量的计算 B 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2 理论空气需要量的计算 B 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 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2 理论空气需要量的计算 C 经验公式法计算理论空气需要量 对于QL 12546kJ kg的每千克劣质煤 对于燃料应用基的挥发分Vy 15 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2 理论空气需要量的计算 C 经验公式法计算理论空气需要量 对于QL 14637kJ m3的1m3气体燃料 对于每千克液体燃料 对于QL 10455kJ m3的1m3气体燃料 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 3 燃烧产生烟气量的计算 A 固体和液体燃烧产生的烟气量 1Kg固体和液体完全燃烧时产生的烟气体积Vy为 式中 WN WW分别为燃料中氮和水的重量百分含量 Gm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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 燃烧产生烟气量的计算 漏风系数 炉膛空气过剩系数 0 A 固体和液体燃烧产生的烟气量 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 燃烧产生烟气量的计算 B 气体燃料产生的烟气量 理论烟气中的氮气体积为 对于1m3燃气 其中产生的三原子气体体积为 式中 CO CO2 H2S CmHn分别为气体燃料中各成份的百分比 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 燃烧产生烟气量的计算 B 气体燃料产生的烟气量 因此 1m3气体燃料燃烧产生的烟气体积为 水蒸汽的体积为 式中 d为气体燃料的湿度 g m3 3 2 1燃料燃烧产生的废气量计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 燃烧产生烟气量的计算 C 经验公式计算烟气产生量 对于QL 12546kJ 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 燃烧产生烟气量的计算 C 经验公式计算烟气产生量 对于1m3的气体燃料 当QL 14637kJ m3时 对于1m3的气体燃料 当QL 10455kJ 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 燃烧产生烟气量的计算 系数K0的取值表 D 烟气总量的计算 C 经验公式计算烟气产生量 式中 Vyt为烟气总量 m3 h或m3 a B为燃料消耗量 kg h或kg a m3 h Vy为实际烟气量 m3 kg或m3 m3 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 2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 燃煤产生的二氧化硫的计算公式如下 式中 GSO2为二氧化硫的产生量 kg B为燃煤量 kg 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 B0为燃油量 kg WS为油中的硫含量 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 2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 天然气燃烧产生的二氧化硫可用下列公式计算 式中 V气体燃料的消耗量 m3 CH2S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 GP为二氧化硫的排放量 kg 为脱硫装置的脱硫效率 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 2燃料燃烧产生的气态污染物量计算 2 氮氧化物排放量的计算 燃料燃烧产生的氮氧化物可用下式计算 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 n 0 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 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 2燃料燃烧产生的气态污染物量计算 2 氮氧化物排放量的计算 锅炉用燃料的含氮量 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 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 GCO为一氧化碳产生量 g kg q为不完全燃烧值 见下表 WC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 V1 V2 Vn分别为CO CH4 C2H4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12和H2S等的质量百分含量 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 一氧化碳的计算 燃料含碳量和不完全燃烧值 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 3工业生产过程产生的气态污染物量计算 1 水泥熟料烧成过程中SO2的排放量计算 水泥熟料烧成过程中排放的SO2量可用下式计算 式中 GSO2为水泥熟料烧成过程中排放的SO2量 t B水泥熟料烧成过程中的耗煤量 t WS为煤的含硫量 M为水泥熟料的产量 t f1水泥熟料的含量 Gd为水泥熟料烧成过程中产生的粉尘量 t 回转窑产生的粉尘一般占熟料量的20 30 f2粉尘中的含量 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 2 氟化物 以F 计 排放量的计算 电解铝生产中气态氟化物排放量可用下式计算 式中 GF电解铝生产过程中气态氟化物的排放量 t M为电解铝的产量 t H1为生产每吨铝冰晶石的消耗量 kg t铝 FH1为冰晶石的含氟量 H2为生产每吨铝氟化铝的消耗量 kg t铝 FH2为氟化铝的含氟量 fF气态氟的逸出率 一般可取56 6 为氟化物净化系统的净化效率 磷肥与制磷工业氟化物产生量 式中 GF为以磷矿粉为原料产品的产量 t H为磷矿石的消耗定额 kg t产品 FH为磷矿石的含氟量 fH为磷矿在生产工艺过程中气态氟的逸出率 一般取20 40 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 2 3工业生产过程产生的气态污染物量计算 3 高炉炼铁一氧化碳排放量计算 高炉CO排放量可用下式计算 式中 GCO为高炉炼铁CO的排放量 kg n为泄漏气量占总炉气量的比例 V为高炉废气量 m3 t铁 f废气中CO含量 CO废气的密度 其值为1 25kg m3 M为高炉生铁产量 t 3 3用水量和废水排放量的计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 1用水量计算 1 总用水量的计算 式中 W为用水总量 t W1为工业重复用水量 t W2为厂区新鲜用水量 t W3为工业用新鲜用水量 t W4为厂区生活用水量 t 2 新鲜用水量的计算 式中 Wp企业自备水源供水量 t We为来自城市自来水的供水量 t Wv为厂家属区生活用水量 t 可按人均用量与用水天数和人数计算 若厂区供水系统与家属区供水系统各自独立 则Wv 0 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 1用水量计算 3 重复用水量的计算 式中 WS未采用重复用水措施时所须的新鲜水量 t WC采用重复用水措施时所需的新鲜水量 t 4 厂区生活用水量的计算 式中 q1为生活饮用水定额 可按25 36L 人 d 计算 N1为企业职工人数 人 q2为沐浴用水标准 可按50 60L 人 d 计算 N2为每天沐浴人数 人 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 2废水排放量的计算 1 废水排放量实测法 式中 Q为排水流量 m3 s S为过水断面面积 m2 R水力半径 m 指过水断面面积与其湿周之比 i为水力坡度 C为与管渠粗糙度有关的系数 n为人工管渠粗糙系数 见表 Y为n与R和有关的指数 一般取1 6 A 明渠流流量测算 层流直道明渠 可用下式测算其流量 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 2废水排放量的计算 1 废水排放量实测法 A 明渠流流量测算 人工管渠粗糙系数 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 2废水排放量的计算 1 废水排放量实测法 式中 Q为过堰的废水流量 m3 s 为流量系数 约为0 6 为堰口夹角 度 g为重力加速度 9 8m s2 H为堰的几何水头 m A 明渠流流量测算 对于不同夹角的三角堰流量可用下式计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 2废水排放量的计算 1 废水排放量实测法 式中 为测流断面的平均流速 m s Vi为第i个测量点的流速 每次测量应不少于100s n测量点个数 A 明渠流流量测算 还可以采用尾叶流速仪测量废水流速 进而计算废水流量 B 管流流量测算 管流也叫压流 测量管流流量的仪器仪表很多 比较适于测量废水流量的有皮托管 文丘里管等压差式流速仪以及电磁式流量计等 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 3 2废水排放量的计算 2 废水排放量的衡算法 式中 为工业废水排放量 t 为工业生产新鲜用水量 t 为产品带走的水量 t 为漏失量 t 为锅炉用水量 t 为其他损失量 t 水衡算法即根据水平衡来计算废水排放量 其计算式为 3 4固体废弃物排放量的计算 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 4 1城市垃圾产生量计算 1981年部分国家垃圾产量及年增长率 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 4 1城市垃圾产生量计算 根据已知的或者利用计算估算的垃圾人均年产量 kg 人 a 及增长率和人口预测数 就可以预测未来垃圾平均年产量 式中 W为预测年份的垃圾平均年产量 104t a W0为基准年份人均垃圾产量 kg 人 a r1人均垃圾产生量的平均递增率 P0为预测区域基准年份的人口数量 人 r2人口年均增长率 n预测年份与基准年份的差值 a 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 4 2工业固体废弃物产生量计算 式中 为矿渣类固体废弃物产量 t 为排放系数 t t 为矿石产量 t 1 矿渣类固体废弃物 矿渣类固体废弃物一般指矿山工业排出的固体废弃物 包括露天和地下开采的剥离废石 掘进废石等 该类固体废弃物的计算公式为 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 4 2工业固体废弃物产生量计算 式中 m尾为尾矿排放量 t mj为原矿产量 t a为原矿品位 b为精矿品位 为选矿回收率 2 尾矿类固体废弃物 尾矿是指在选矿过程中废弃的脉石类矿物 根据选矿工艺的不同 选矿厂排放的固体废弃物有块状 粉状和泥浆状三种 其排放量计算公式如下 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign 3 4 2工业固体废弃物产生量计算 式中 m渣为高炉渣产生量 t K铁为渣铁比 t t m铁为生铁产量 t 3 冶金废渣 高炉渣产生量 式中 m渣为钢渣产生量 t K钢为渣钢比 t t m钢为钢铁产量 t 钢渣产生量 2020 4 8 EnvironmentalEngineeringDesign