Экологическая экспертиза по платежам. Моделирование и управление водными системами

Страницы работы

Фрагмент текста работы

области, который начинается с температуры 280 К и ниже (рис.2 кривая 1), и температурный интервал диффузионной области, который начинается с температуры 283 К и выше (кривая 2).

Скорость кинетического процесса начиная с температуры 280 К (температурная граница протекания процесса взаимодействия – кинетическая область) будет равна:

, что соответствует скорости загрязнения рабочей части покрытого палладием и платиной углеродного электрода.

Табл. 14

Кинетическое уравнение лимитирующей стадии кинетики (Pd+Pt/С)

Cкорость

протекания

Константа

скорости

Концентрация

образов.продукта

Концентрация

образов. O2

Vk, г/л(см/с)

k*(к),см/с

CHCOH,г/л

CO2,г/л

3,45E-15

0,71E+00

2,13E-05

1,0667E-05

Температурный коэффициент диффузионной области равен:

Табл. 15

Температурный коэффициент диффузионной области (Pd+Pt/С)

Темпер. коэф

e

Eакт(к)

R

T

gд(Pd+Pt/С)

2,718281828

26

8,314

283

1,4580598

При этом kд* – эффективная константа скорости диффузии равна  (lgkд*=0,31 по графику зависимости lgkд* от  1/T), kд*= 2,04 см/с, а скорость процесса в диффузионной области, начиная с температуры 283 К (10оС) и выше равна:

Табл. 16

Кинетическое уравнение лимитирующей стадии диффузии (Pd+Pt/С)

Скорость

протекания

Константа

скорости

Концентрация

образов. продукта

Концентрация

образов. O2

Vд, г/л(см/с)

k(д)*,см/с

CHCOH,г/л

CO2,г/л

9,89E-15

2,04E+00

2,13E-05

1,0666E-05

Зона 3 (температурный интервал 280 –283 К) является переходной областью (рис.2).

Время эксплуатации одного покрытого палладием и платиной углеродного электрода-катализатора будет равно:

Табл. 17

Время эксплуатации (Pd+Pt/С) электрода-катализатора

Время

эксплуатации

Время

эксплуатации

Толщина

основы, м

Толщина

поверх, м

скорость

изм. конц-ии

скорость проц

Объём. водоёма

t,c

t,час

dосн,м

dпов,м

Сокисл,г/л

Vk, г/л(см/с)

Vвод, дм3

6,86E+06

1906,94

9,00E-03

4,00E-05

2,13E-05

3,45E-15

3,80E+07

79 cуток

    Определение количества покрытых палладием и платиной углеродных электродов производится с учётом времени и степени очистки водоёма до предельно допустимых величин (ПДК) и его производительности по выходу продукта окисления.

где  – концентрация формальдегида в сточных водах при сбросе ( – результаты контрольного замера);  – концентрация окисленного формальдегида в процессе самоочистки (; данные стехиометрического расчёта);  – предельно допустимая концентрация формальдегида в воде (); – коэффициент сменности (равен 2 при смене электродов для профилактики);  – коэффициент эффективности практического выхода продукта (для(Pd+Pt/С)  – 0,57); остаточная концентрация формальдегида (соответствует ПДКHCOH).

Табл. 18

Определение количества (Pd+Pt/С) электродов

n(Pd+Pt/С) , шт

kсм

kэф.очист

t,c

Сокисл,г/л

ПДКHCOH, г/л

Объём сточ. вод

Vcточ, дм3

Объём. Водоёма

Vвод, дм3

Конц.HCOH в сточ. водах

CHCOH,г/л

52,95E+00

2

0,57

6,86E+06

2,13E-05

2,00E-04

2,35E+05

3,8E+07

1,92E+00

53 штуки

    Масса одного электрода равна:

Табл. 19

Масса одного электрода (Pd+Pt/С), кг

Масса одного

электрода

Плотность

основ С

Плотность

покр Pd

Толщина

основы, м

Толщина

поверх, м

Площадь

Pd поверх

Площадь

электрода

m(Pd+Pt), кг

r,кг/дм3

r,кг/дм3

dосн,м

dпов,м

Sпов,м2

Sосн,м2

2,24E+00

0,6

8,9

9,00E-03

4,00E-05

2,50E+00

0,25

где – плотность основы угольного электрода (кг/дм3);  – площадь основы угольного электрода (м2);  – толщина основы угольного электрода (м);
 – плотность покрытия угольного электрода (кг/дм3);  – площадь покрытия угольного электрода (м2);  – толщина покрытия угольного электрода (м).

    Стоимость электродов Pd+Pt/C равна:

, где – цена 1 грамма углерода, покрытого палладием и платиной (965 руб.).

Расчёт экономического эффекта приведён в Табл. 23.

    Экономический эффект к концу 1-го года эксплуатации водной системы при использовании

электродов-катализаторов из углерода, покрытых палладием и платиной  составит -25339041,13 руб., т. е. эффект отрицательный. Экономические затраты на сооружение приспособлений водоочистки водной системы после первого года не окупятся.

    Положительный эффект в размере 38578911,25 руб. от внедрения данной системы водоочистки может быть получен зимой 3-го года эксплуатации.

Общий вывод. Применение электродов из углерода, покрытых палладием и платиной, значительно выгоднее, так как при почти одинаковых технических характеристиках по эффективности очистки водоёма от формальдегида (число смен электродов составит: 1 раз в 79 суток для золотых платинированных электродов; и 1 раз в 16 суток для электродов из углерода, покрытых палладием и

платиной), экономический эффект составит  38578911,3 руб. против эффекта в 31059232 руб. Срок окупаемости вложений при использовании электродов из углерода, покрытых палладием и платиной, составит 2 года.


 Расчёт нормативных, лимитных и сверх лимитных сбросов формальдегида, тонн

   Коэффициенты перевода

            Масса сбросов, т

                Масса остатка, т

расчётный

ПДК,

V(сбр,

К(масса)

норма

лимит

св.лимит

норма

лимит

св.лимит

норма

лимит

св.лимита

период

г/л

дм3

г-тонна

Кнор-ти

Кл

Ксл

М(н)сбр

М(л)сбр

М(сл)сбр

Мост-ка(н)сбр

Мост-ка(л)сбр

Мост-ка(cв.л)(сбр)

1год(зима)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

1год(весна)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

1год(лето)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

1год(осень)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

2год(зима)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

2год(весна)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

2год(лето)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

2год(осень)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

3год(зима)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

3год(весна)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

3год(лето)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

3год(осень)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

4год(зима)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

4год(весна)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

4год(лето)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

4год(осень)

2E-04

2,35E+05

0,000001

1

5

25

4,70E-05

2,35E-04

5,88E+00

4,70E-05

2,35E-04

4,51E-01

Расчёт массы сброса формальдегида, тонн

масса сбр, т

Концентрация

объём

существ

сбросов

фона

водоёма

V(вод),

Мсбр,т

Ссбр,г/л

Сфон,г/л

Свод,г/л

дм3

0,4512

1,92

0

1,19E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

0,4512

1,92

0,0002

1,21E-02

3,80E+07

Табл. 22

Расчёт экономического эффекта по инвестиционным вложениям  по очистке

Похожие материалы

Информация о работе