Необходимо провести аналитический мониторинг промышленных систем газоснабжения и водоснабжения, технологии и оборудования для рекуперации газовых выбросов, оборудования для очистки питьевой и сточных вод.
Задание 1. Приведите характеристику природных и искусственных газов.
Для газоснабжения городов и промышленных предприятий в настоящее время широко применяют природные газы. Их добывают из недр Земли. Они представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда. Природные газы не содержат водорода, оксида углерода и кислорода. Содержание азота и диоксида углерода обычно бывает невысоким. Газы некоторых месторождений содержат сероводород.
Природные газы можно подразделений, на три группы:
1) газы, добываемые из чисто газовых месторождении. Они в основном состоят из метана и являются тощими или сухими.
Помимо метана они содержат значительное количество более тяжелых углеводородов (обычно свыше 150 г/м3) и являются жирными газами. Жирные газы представляют собой смесь сухого газа, пропан-бутановой фракции и газового бензина;3) газы, добываемые из конденсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата, который выпадает при снижении давления (процесс обратной конденсации). Пары конденсата представляют собой смесь паров тяжелых углеводородов, содержащих С5 и выше (бензина, лигроина, керосина).
Сухие газы легче воздуха, а жирные легче или тяжелее в зависимости от содержания тяжелых углеводородов. Низшая теплота сгорания сухих газов, добываемых в СНГ, составляет 31000...38000 нДж/м:.Теплота сгорания попутных газов выше и изменяется от 38000 до 50000 кДж/м3.
На газобензиновых заводах из попутных газов выделяют газовый бензин, пропан и бутан, последние используют для газоснабжения городов в виде сжиженного газа. Сжиженные газы получают также из газов конденсатных месторождении.
При термической переработке твердых топлив и в зависимости от способа переработки получают газы сухой перегонки и генераторные газы. Как те, так и другие в настоящее время весьма редко применяют для газоснабжения городом и промышленности.
Сухая перепонка твердого топлива представляет собой процесс его термического разложения, протекающий без доступа воздуха. При сухой перегонке топливо проходит ряд стадий физико-химических преобразования, в результате которых оно разлагается на газ, смолу и коксовый остаток.
Задание 2. Приведите классификацию систем теплоснабжения
Основными составными частями системы теплоснабжения являются источник тепла, тепловая сеть и местные системы теплопотребления. В качестве источника тепла могут быть ТЭЦ, районные или групповые котельные, местные котельные и индивидуальные источники тепла. На теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) одновременно производятся электрическая и тепловая энергия (электрическая энергия производится на тепловом потреблении), т.е. осуществляется теплофикация, поэтому системы теплоснабжения от ТЭЦ называют теплофикационными. Системы теплоснабжения от районных котельных (РК) или групповых котельных называют централизованными системами теплоснабжения.
Местная котельная обслуживает одного потребителя, например, баню. Этот источник теплоты можно считать децентрализованным или индивидуальным.
На ТЭЦ или в котельной имеется комплекс установок и оборудования для приготовления теплоносителя (воды или пара), который транспортируется в тепловой район к потребителям по тепловым сетям из стальных трубопроводов. В тепловом районе имеются групповые или индивидуальные тепловые пункты (станции), к которым присоединены системы теплоиспользования потребителей тепла (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, технологические системы).
Таким образом, комплекс установок и оборудования, предназначенных для подготовки, транспорта и использования теплоносителя, составляет систему теплоснабжения.
Системы теплоснабжения можно классифицировать:
— по источнику теплоснабжения — теплофикационные системы, централизованные системы от районных или групповых котельных и децентрализованные системы от местных, индивидуальных котельных, отопительных печей и т.п.;
— теплоносителю — водяные и паровые;
— способу присоединения систем горячего водоснабжения потребителей тепла — на закрытые и открытые
— способу транспорта теплоносителей или по количеству трубопроводов теплосети — на одно-, двух- и многотрубные;
— режиму отпуска теплоты — системы с центральным, местным и смешанным регулированием; с количественным, качественным, качественно-количественным и прерывистым регулированием (регулирование пропусками).
Задание 3. Определить расход кислорода на горение, если состав сухого природного газа СН4 = 95,82%, С2Н6 = 2,04%, С3Н8 = 1,02; С4Н10 = 0,41%, С02 = 0,2%, N2 = 0,51%.
Решение
Хвл = 
СН4 = 
С2Н6 = 
С3Н8 = 
С4Н10 = 
СО2 = 
N2 = 
Н2О = 
Задание 4. Определить размеры гравитационного илоотделителя и осветителя со взвешенным слоем ила для илоотделителя и осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку в аэротенках. Расход сточных вод Qср. сут. = 21000 м3 / сут. Допустимое содержание взвешенных веществ в очищенной воде at = 5 мг / л.
Решение
Средний секундный расход на очистную станцию.
Общий коэффициент неравномерности 
. Тогда максимальный секундный расход
.
Размеры илоотделителей определим по продолжительности обработки воды, которую принимаем 
. Тогда омакбъем илоотделителей
.
В качестве илоотделителей проектируем обычные вторичные отстойники диаметром 
м и высотой цилиндрической части 3 м, а конической 5,1 м по типовому проекту 902-2-168. Рабочий объем одной секции равен 167 м3. Число секций 
. Принимаем четыре секции.
После илоотделения предпологается, что в воде будет содержаться 50-500 мг/л ила. Для осветления воды проектируем осветлители со взвешенным слоем ила. Для достижения заданного эффекта (содержания взвешенных веществ в осветленной воде не более 5 мг/л) восходящая скорость в осветлителе должна быть: 
(см. рис. 2.13). Принимаем коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем 
. Площадь зоны осветления:
.
Площадь зоны илоуплотнения
.
Проектируем осветлители по типу коридорных осветлителей, применяемых для осветления природных вод. Так как площадь одной секции осветлителя в плане не должна превышать 100 м2, принимаем 8 секций. Площадь каждого из двух коридоров секции 
, а площадь осадкоуловителя 
.
Ширину коридора принимаем 
, тогда длина его должна быть: 
. Ширина осадкоуловителя выше окон для приема осадка 
.
Важнейшим элементом осветлителя является водорасделительный дырчатый коллектор, размещенный в нижней части коридоров осветлителей. Рассчитывают его на максимальный расход воды. Расход по коллектору:
.з отверстий принимаем
Принимаем диаметр коллектора 
. Скорость движения воды в нем небудет:
.
Скорость выхода воды из отверстий принимаем 
.
Тогда площадь отверстий
, или 150 см2.
Принимаем диаметр отверстий 25 мм. Площадь каждого из них
.
Общее число отверстий 
. Отверстия размещаем в два ряда по обеим сторонам коллектора в шахматном порядке. Они направлены вниз под углом 45° к горизонту. Расстояние между краями отверстий в каждом ряду 
(это расстояние должно быть не более 0,5 м).