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第3章、污染源強度計算目錄2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign污染物排放量的計算方法1廢氣排放計算2用水量和廢水排放量計算3固體廢棄物排放量計算43.1污染物排放量的計算方法2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.1.1物料衡算法式中:Mi為某種產品生產過程中投入一種物料i的總量;

Pi為經過工藝過程進入產品中的量;

Ri為回收的量;Bi為轉化為副產品的量;

Wi為進入廢水、廢氣、廢渣中成為污染物的量;

G為產品的產量。3.1污染物排放量的計算方法2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.1.1物料衡算法

單位產品的總排污量是進入廢水(wiw)、廢氣(wia)和廢渣(wis)中的該物料的總和,即

如果廢水、廢氣、廢渣經過一定的處理后排放,其處理過程的去除率分別為ηw、ηa和ηs,則生產單位產品排入環境中的該污染物量為:3.1污染物排放量的計算方法2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.1.2排放系數法式中:Di——i污染物的排放量(kg/a);

Mip、Mim、Mir——單位產品的排污系數(kg/t)、萬元產值的排污系數(kg/萬元)和單位原料消耗的排污系數(kg/t);

Gi、Yi、Ri——產品年產量(t/a)、年總產值(萬元/a)和原材料年消耗量(t/a)。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.1.3實測法式中:diw、dia——水污染物、大氣污染物的排放量,(t/a);

ciw、cia——水污染物、大氣污染物濃度(mg/L,mg/m3);

Qiw、Qia——廢水、廢氣排放量。3.2廢氣排放計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算(1)鍋爐燃料消耗量計算

對產生飽和蒸汽的鍋爐,可以用下式計算:式中:B為鍋爐燃料消耗量,kg/h或m3/h;

D為鍋爐每小時的產汽量,kg/h或m3/h;

I1為在鍋爐工作壓力下飽和蒸汽的熱焓,kJ/kg或kCal/kg;

I2為鍋爐給水的熱焓值,kJ/kg或kCal/kg,一般取20℃水的熱焓計算,即83.75kJ/kg或20kCal/kg;QL為燃料應用基的低位發熱值,kJ/kg;

η為鍋爐的熱效率,%。3.2廢氣排放計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算(1)鍋爐燃料消耗量計算

對熱水鍋爐的燃料消耗量,可以用下式計算:式中:

BW為熱水鍋爐的燃料消耗量,kg/h或m3/h;

KW為鍋爐每小時的出水量,kg/h;

IC為鍋爐出水的熱焓,kJ/kg;

IJ為鍋爐進水的熱焓,kJ/kg。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算(2)理論空氣需要量的計算A、固體和液體燃料的理論空氣需要量

根據以上式可以求得1Kg燃料完全燃燒時的理論空氣需要量V0:式中:WC、WH、WS、WO分別表示燃料中碳、氫、硫和氧元素的重量百分含量,%.2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1

燃料燃燒產生的廢氣量計算(2)理論空氣需要量的計算B、氣體燃料的理論空氣需要量各種碳氫化合物燃燒的化學反應,可用下面化學反應方程式表示:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1

燃料燃燒產生的廢氣量計算(2)理論空氣需要量的計算B、氣體燃料的理論空氣需要量

因此,1m3氣體燃料燃燒所需理論空氣量V0為:式中:φCO、φH、φH2S、φCmHn、φO2分別表示氣體燃料中CO、H2、H2S、碳氫化合物和氧氣的容積百分比,%;2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算(2)理論空氣需要量的計算C、經驗公式法計算理論空氣需要量對于QL<12546kJ/kg的每千克劣質煤:

對于燃料應用基的揮發分Vy>15%的每千克煙煤:

對于燃料應用基的揮發分Vy﹤15%的每千克煙煤:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算(2)理論空氣需要量的計算C、經驗公式法計算理論空氣需要量對于QL

>14637kJ/m3的1m3氣體燃料:

對于每千克液體燃料:

對于QL<10455kJ/m3的1m3氣體燃料:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算(3)燃燒產生煙氣量的計算A、固體和液體燃燒產生的煙氣量1Kg固體和液體完全燃燒時產生的煙氣體積Vy為:式中:WN、WW分別為燃料中氮和水的重量百分含量,%;Gm為使用1kg霧化燃油的蒸汽量,kg;

α為空氣過剩系數,α=α0+Δα,α0為爐膛空氣過剩系數,Δα為煙氣流程上各段受熱面處的漏風系數,見下表。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)燃燒產生煙氣量的計算燃燒方式煙煤無煙煤重油煤氣手燒爐及拋煤機爐1.3-1.51.3-2.01.15-1.21.05-1.10鏈條爐1.3-1.41.3-1.5煤粉爐1.21.25沸騰爐1.23-1.3漏風部位爐膛對流管束過熱器省煤器空氣預熱器除塵器鋼煙道(每10m)磚煙道(每10m)Δα值0.10.150.050.10.10.050.010.05漏風系數Δα爐膛空氣過剩系數α0A、固體和液體燃燒產生的煙氣量3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)燃燒產生煙氣量的計算B、氣體燃料產生的煙氣量

理論煙氣中的氮氣體積為:

對于1m3燃氣,其中產生的三原子氣體體積為:式中:φCO、φCO2、φH2S、φCmHn分別為氣體燃料中各成份的百分比,%.式中:VN2為理論煙氣中氮氣體積,m3/m3;φN2

為燃料中氮氣百分比,%。3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)燃燒產生煙氣量的計算B、氣體燃料產生的煙氣量

因此,1m3氣體燃料燃燒產生的煙氣體積為:

水蒸汽的體積為:式中:d為氣體燃料的濕度,g/m3。3.2.1燃料燃燒產生的廢氣量計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)燃燒產生煙氣量的計算C、經驗公式計算煙氣產生量對于QL<12546kJ/kg的每千克劣質煤:

對于1kg無煙煤、煙煤或貧煤:

對于1kg液體燃料:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)燃燒產生煙氣量的計算C、經驗公式計算煙氣產生量

對于1m3的氣體燃料,當QL>14637kJ/m3時:

對于1m3的氣體燃料,當QL<10455kJ/m3時:

對于小型鍋爐,可采用下面簡化公式計算1kg燃料的煙氣量。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)燃燒產生煙氣量的計算系數K0的取值表燃料煙煤無煙煤油褐煤(水分≤30%)褐煤(30%<水分<40%)K0值1.11.111.11.141.18D、煙氣總量的計算C、經驗公式計算煙氣產生量式中:

Vyt為煙氣總量,m3/h或m3/a;B為燃料消耗量,kg/h或kg/a,m3/h;Vy為實際煙氣量,m3/kg或m3/m3。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產生的氣態污染物量計算(1)二氧化硫排放量的計算

燃煤產生的二氧化硫的計算公式如下:式中:GSO2為二氧化硫的產生量,kg;B為燃煤量,kg;S為煤的含硫量,%。

燃油產生的二氧化硫計算公式與燃煤基本相似,可用下式計算:式中:B0為燃油量,kg;WS為油中的硫含量,%。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產生的氣態污染物量計算(1)二氧化硫排放量的計算

天然氣燃燒產生的二氧化硫可用下列公式計算:式中:

V氣體燃料的消耗量,m3;CH2S為氣體燃料中硫化氫的體積含量,%;系數2.857是每立方米二氧化硫的質量,kg/m3。

如果沒有脫硫裝置,二氧化硫的排放量等于產生量。如果有脫硫裝置,二氧化硫的排放量為:

式中:GP為二氧化硫的排放量,kg;η為脫硫裝置的脫硫效率,%。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產生的氣態污染物量計算(2)氮氧化物排放量的計算

燃料燃燒產生的氮氧化物可用下式計算:式中:

GNOX為燃料產生的氮氧化物量,kg;B為煤或重油消耗量,kg;n為燃料中氮的含量,%;

β為燃料氮向燃料型NO的轉化率,%,其值與燃料含氮量有關,一般燃燒條件下,燃煤層燃爐為25%-50%,粉煤爐為20%-25%,n≥0.4%時,燃油鍋爐的

β值為32%-40%;Vy為1kg燃料生成的煙氣量,m3/kg;CNOX為燃燒時生成的溫度型氮氧化物的濃度,mg/m3,通常取93.8mg/m3。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.2燃料燃燒產生的氣態污染物量計算(2)氮氧化物排放量的計算鍋爐用燃料的含氮量燃料名稱含氮質量百分比,%數值范圍平均值煤0.5-2.51.5劣質重油0.2-0.40.2一般重油0.08-0.40.14優質重油0.005-0.080.032025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)一氧化碳的計算

固體和液體燃料燃燒產生的一氧化碳可用下式計算:式中:GCO為一氧化碳產生量,g/kg;q為不完全燃燒值,%,見下表;WC為燃料中碳的質量百分含量,%,見下表。

對于天然氣和人造氣體燃料,一氧化碳的產生量為:式中:

V1、V2、…、Vn分別為CO、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12和H2S等的質量百分含量,%。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(3)一氧化碳的計算燃料種類不完全燃燒值,%碳含量,%燃料種類不完全燃燒值,%碳含量,%木材430-35木碳3-泥煤430-60焦炭375-85褐煤440-70重油285-90煙煤370-80人造煤氣215-20無煙煤380-90天然氣270-75燃料含碳量和不完全燃燒值2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.3工業生產過程產生的氣態污染物量計算(1)水泥熟料燒成過程中SO2的排放量計算

水泥熟料燒成過程中排放的SO2量可用下式計算:式中:

GSO2為水泥熟料燒成過程中排放的SO2量,t;

B水泥熟料燒成過程中的耗煤量,t;

WS為煤的含硫量,%;M為水泥熟料的產量,t;

f1水泥熟料的含量,%;

Gd為水泥熟料燒成過程中產生的粉塵量,t,回轉窯產生的粉塵一般占熟料量的20%-30%;

f2粉塵中的含量,%。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign(2)氟化物(以F-計)排放量的計算電解鋁生產中氣態氟化物排放量可用下式計算:式中:

GF電解鋁生產過程中氣態氟化物的排放量,t;M為電解鋁的產量,t;H1為生產每噸鋁冰晶石的消耗量,kg/t鋁;FH1為冰晶石的含氟量,%;H2為生產每噸鋁氟化鋁的消耗量,kg/t鋁;FH2為氟化鋁的含氟量,%;fF氣態氟的逸出率,一般可取56.6%;η為氟化物凈化系統的凈化效率,%。磷肥與制磷工業氟化物產生量:式中:

GF為以磷礦粉為原料產品的產量,t;H為磷礦石的消耗定額,kg/t產品;FH為磷礦石的含氟量,%;fH為磷礦在生產工藝過程中氣態氟的逸出率,一般取20%-40%。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.2.3工業生產過程產生的氣態污染物量計算(3)高爐煉鐵一氧化碳排放量計算

高爐CO排放量可用下式計算。式中:

GCO為高爐煉鐵CO的排放量,kg;n為泄漏氣量占總爐氣量的比例,%;V為高爐廢氣量,m3/t鐵;f廢氣中CO含量,%;

ρCO廢氣的密度,其值為1.25kg/m3;M為高爐生鐵產量,t。3.3用水量和廢水排放量的計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.1用水量計算(1)總用水量的計算式中:

W為用水總量,t;W1為工業重復用水量,t;W2為廠區新鮮用水量,t;W3為工業用新鮮用水量,t;W4為廠區生活用水量,t。(2)新鮮用水量的計算式中:

Wp企業自備水源供水量,t;We為來自城市自來水的供水量,t;Wv為廠家屬區生活用水量,t,可按人均用量與用水天數和人數計算。若廠區供水系統與家屬區供水系統各自獨立,則Wv=0。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.1用水量計算(3)重復用水量的計算式中:

WS未采用重復用水措施時所須的新鮮水量,t;WC采用重復用水措施時所需的新鮮水量,t。(4)廠區生活用水量的計算式中:q1為生活飲用水定額,可按25-36L/(人·d)計算;N1為企業職工人數,人;q2為沐浴用水標準,可按50-60L/(人·d)計算;N2為每天沐浴人數,人。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算(1)廢水排放量實測法式中:Q為排水流量,m3/s;S為過水斷面面積,m2;R水力半徑,m,指過水斷面面積與其濕周之比;i為水力坡度;C為與管渠粗糙度有關的系數,n為人工管渠粗糙系數,見表;Y為n與R和

有關的指數,一般取1/6。A、明渠流流量測算層流直道明渠,可用下式測算其流量:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算(1)廢水排放量實測法A、明渠流流量測算人工管渠粗糙系數管渠類別及壁面性質n管渠類別及壁面性質n缸瓦管(帶釉)0.013砂漿塊石管道(不抹面)0.011混凝土管0.013干砌塊石管道0.020-0.025鋼筋混凝土管0.014土明渠0.025-0.030石棉水泥管0.012木槽0.012-0.014鑄鐵管0.013磚砌管道(不抹面)0.015水泥砂漿抹面管道0.013人砌石管道0.030-0.0352025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算(1)廢水排放量實測法式中:Q為過堰的廢水流量,m3/s;μ為流量系數,約為0.6;θ為堰口夾角,度;g為重力加速度,9.8m/s2;H為堰的幾何水頭,m。A、明渠流流量測算對于不同夾角的三角堰流量可用下式計算:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算(1)廢水排放量實測法式中:為測流斷面的平均流速,m/s;Vi為第i個測量點的流速,每次測量應不少于100s;n測量點個數。A、明渠流流量測算還可以采用尾葉流速儀測量廢水流速,進而計算廢水流量。B、管流流量測算

管流也叫壓流,測量管流流量的儀器儀表很多,比較適于測量廢水流量的有皮托管、文丘里管等壓差式流速儀以及電磁式流量計等。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.3.2廢水排放量的計算(2)廢水排放量的衡算法式中:為工業廢水排放量,t;為工業生產新鮮用水量,t;為產品帶走的水量,t;為漏失量,t;為鍋爐用水量,t;為其他損失量,t。水衡算法即根據水平衡來計算廢水排放量,其計算式為:3.4固體廢棄物排放量的計算2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.4.1城市垃圾產生量計算1981年部分國家垃圾產量及年增長率國名垃圾總量104t/a年增長率%單位產量Kg/人·d國名垃圾總量104t/a年增長率%單位產量Kg/人·d美國1600003.52.39荷蘭5203.00.57英國2003.20.87瑞士3782.00.66日本113655.02.46瑞典2592.50.82法國12002.90.75意大利21003.00.592025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.4.1城市垃圾產生量計算

根據已知的或者利用計算估算的垃圾人均年產量(kg/人·a)及增長率和人口預測數,就可以預測未來垃圾平均年產量:式中:W為預測年份的垃圾平均年產量,104t/a;W0為基準年份人均垃圾產量,kg/人·a;

r1人均垃圾產生量的平均遞增率;P0為預測區域基準年份的人口數量,人;r2人口年均增長率;n預測年份與基準年份的差值,a。2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業固體廢棄物產生量計算式中:為礦渣類固體廢棄物產量,t;為排放系數,t/t;為礦石產量,t。(1)礦渣類固體廢棄物

礦渣類固體廢棄物一般指礦山工業排出的固體廢棄物,包括露天和地下開采的剝離廢石、掘進廢石等。該類固體廢棄物的計算公式為:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業固體廢棄物產生量計算式中:m尾為尾礦排放量,t;mj為原礦產量,t;a為原礦品位,%;b為精礦品位,%;

ε為選礦回收率,%。(2)尾礦類固體廢棄物

尾礦是指在選礦過程中廢棄的脈石類礦物,根據選礦工藝的不同,選礦廠排放的固體廢棄物有塊狀、粉狀和泥漿狀三種,其排放量計算公式如下:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業固體廢棄物產生量計算式中:m渣為高爐渣產生量,t;K鐵為渣鐵比,t/t;m鐵為生鐵產量,t。(3)冶金廢渣高爐渣產生量:式中:m渣為鋼渣產生量,t;K鋼為渣鋼比,t/t;m鋼為鋼鐵產量,t。鋼渣產生量:2025/6/1EnvironmentalEngineeringDesign3.4.2工業固體廢棄物產生量計算式中:m渣為鋼渣產生量,t;K合金為渣鋼比,t/t;m合金為鋼鐵產量,t。(3)冶金廢渣鐵合金渣產生量:2025/6/1EnvironmentalEngi

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