Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Белорусский
государственный университет транспорта
Кафедра
«Тепловозы и тепловые двигатели»
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ
РАБОТА
по
дисциплине
Отраслевая
экология и охрана окружающей среды
Выполнил
Д.А. Аксюченко
Студент
группы МД-41
Преподаватель
И.П. Журова
СОДЕРЖАНИЕ
1.
Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу технологическими участками
.1
Сварочный участок
.2
Аккумуляторный участок
.3
Моечный участок
.4
Кузнечный участок
.5
Склад топлива
.
Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по результатам измерений
.
Определение категории опасности предприятия
.
Разработка плана-графика контроля за выбросами вредных веществ в атмосферу
предприятием
Список
литературы
. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В
АТМОСФЕРУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ УЧАСТКАМИ
.1 Сварочный участок
На сварочном участке (источник выброса №2)
работает одновременно один человек. Трудоемкость сварочных работ - 750 чел.∙ч/год.
Расход сварочного материала - 1800 кг/год. Расход электродов марок УОНИ-13/85 и
ОЗС-3 составляет 55% и 45% от годового расхода соответственно. Отсутствует
возможность работать одним сварочным материалом на всех постах.
Выбросы вредных веществ, т/год
, (1)
где q - удельные
выделения загрязняющих веществ при сварке, г/кг; значения q для
различных загрязняющих веществ выбираются из таблиц А8 и А9 [1];
В - расход электродов за год, кг.
Массовые выбросы, г/с, загрязняющих
веществ при постоянной интенсивности расхода электродов на сварочном посту
ориентировочно определяют по формуле
, (2)
где τ - трудоемкость
выполнения сварочных работ за год, чел.∙ч;
m -
максимальное количество сварщиков, одновременно работающих на посту.
Выбросы оксида железа
Выбросы оксида марганца
Выбросы диоксида кремния
Выбросы газообразных фторидов
Результаты расчета выбросов оксида
марганца, диоксида кремния и фторидов газообразных заносим в таблицу А1
«Параметры выбросов веществ в атмосферу для расчета ПДВ».
.2 Аккумуляторный участок
В аккумуляторном участке (источник
выброса №3) производится зарядка двух типов аккумуляторных батарей: 32ТН-450 и
СТ-140. Количество зарядок в год при этом соответственно 120 и 36. Количество
одновременно заряжаемых батарей: первого типа - 2, второго типа - 0.
Валовой выброс, т/год, серной
кислоты
, (3)
где q - удельное
выделение серной кислоты, мг/(А·ч); q = 0,9
мг/(А·ч) [1];
k -
количество типов заряжаемых батарей;
Qj -
номинальная емкость j-го типа аккумуляторной батареи,
А·ч, по типам аккумуляторных батарей определяем: Q1 = 450 А·ч, Q2 = 140 А·ч;
nj -
количество зарядок батареи j-го типа за год.
Массовые выбросы, г/с,
, (4)
где qm - удельное
выделение серной кислоты, мг/(кА·с); qm = 0,25
мг/(кА·с) [1];
k -
количество типов наиболее емких батарей, заряжаемых в отделении одновременно;
Im - ток
зарядки наиболее емких батарей, заряжаемых в отделении одновременно; Im = 45 A;
Nm -
количество одновременно заряжаемых батарей наибольшей емкости.
1.3 Моечный участок
На моечном участке (источник выброса
№4) используют ванну. Размер ванны - 2,5 х 1,2 м. Моющее средство - керосин.
Продолжительность работы - 3024 ч/год. Температура моечного раствора 18С.
Выбросы, т/год, г/с, керосина при
мойке деталей определяются по формуле
(5)
, (6)
где g - удельное
выделение керосина, г/(ч∙м2); g = 1560 г/(ч∙м2)
[1];
t
- продолжительность работы, ч/год.
1.4 Кузнечный участок
На кузнечном участке (источник
выброса №7) производится нагрев металла под ковку в кузнечных горнах, которые
работают на древесном топливе. Расход топлива за год, при длительности работы
горна 460 ч/год и массы обрабатываемой детали 57,5 т, составляет 4,5 т/год.
Технологический процесс - закалка в масляной ванне, при температуре газов 70
Максимальный расход топлива, г/с
,
где В - расход топлива, кг;
N -
продолжительность работы печи, ч/год.
Выбросы твёрдых частиц летучей золы
и недогоревшего топлива, т/год, г/с.
,
где В - расход топлива, т/год , г/с;
А - зольность топлива, %; А = 0,6 %
[1];
c
- доля золы в уносе; c = 0,005
[1];
h- доля
твердых частиц, улавливаемых ПГУ; h=0,7.
,
.
Выбросы, т/год, г/с, оксида углерода
,
где q - потери
теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %; q= 1 % [1];
Q - низшая
теплота сгорания топлива, МДж/кг; Q= 10,24
МДж/кг [1];
R -
коэффициент, учитывающий потери теплоты вследствие химической неполноты
сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода; R= 1;
q - потери
теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, % q= 2 % [1].
,
.
Выбросы оксидов азота (г/с, т/год)
при работе кузнечного горна
,
где qN - удельное
выделение оксидов азота при сгорании топлива в кузнечном горне, qN= 0,78;
,
.
.5 Склад топлива
На участке хранения нефтепродуктов
(источник выброса №8) установлено четыре заглубленных горизонтальных резервуара
объемом 200 м, в котором
находится дизельное топливо. В течение года в резервуар закачивается 0,8 тыс.
т. нефтепродукта. Из них 40% закачивается в осенне-летний период.
Производительность закачивающего насоса 120 м/ч.
Массовые выбросы загрязняющих
веществ, г/с,
, (7)
где С1 - концентрация
паров нефтепродуктов в резервуаре, г/м; принимается в зависимости от
нефтепродукта по таблице А.42 [1];
Кm -
коэффициент, характеризующий эксплуатационные особенности резервуара;
принимается по таблице А.43 [1];
Qч -
максимальный объем газовоздушной смеси, вытесняемый из резервуара во время
закачки нефтепродукта, м /ч;
принимается равным производительности перекачивающего насоса.
Массовые выбросы предельных
углеводородов С12 - С19
Валовые выбросы, т/год
(8)
где Y1, Y2
- средние удельные выбросы из резервуара соответственно в осенне-зимний и
весенне-летний период, г/т; принимаются по таблице А.42 [1];
Вз, Вл -
количество нефтепродукта, закачиваемое в резервуар соответственно в
осенне-зимний и весенне-летний период, т;
ПБ - годовой выброс
вредных веществ в атмосферу из одного резервуара при условии хранения в нем
бензина, т; принимаются по таблице А.44 [1];
z
- отношение выброса вредных веществ в атмосферу при хранении в резервуаре
нефтепродукта, для которого выполняется расчет, к выбросу вредных веществ при
хранении бензина в том же резервуаре; принимаются по таблице А.42 [1];
N -
количество резервуаров, шт;
Результаты расчетов заносим в
таблицу А.1.
Таблица
А.1
Параметры выбросов веществ в атмосферу для
расчета ПДВ
Цех,
участок
|
Источник
|
|
выделения
|
выброса
|
|
наименование
|
кол-во
|
наименование
|
кол-во
|
номер
|
высота,
м
|
диаметр
устья, м
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Пост
сварки
|
1
|
Неорганизованный
выброс
|
1
|
2
|
2
|
0,5
|
Аккумуляторный
|
Батарея
|
2
|
Труба
|
1
|
3
|
4,5
|
0,2
х 0,2
|
Моечный
|
Ванна
|
1
|
Вентилятор
|
1
|
4
|
8,5
|
0,45
|
Кузнечный
|
Горн
|
1
|
Труба
|
-
|
7
|
9,5
|
0,32
|
Склад
топлива
|
Резервуар
|
4
|
Дыхательный
клапан
|
-
|
8
|
13
|
0,1
|
Продолжение
таблицы А.1
Цех,
участок
|
Номер
ИЗА
|
Параметры
ГВС на входе из источника выброса
|
Число
часов работы за год
|
Координаты
на карте-схеме
|
скорость,
м/с объем, м/стемпература,
Сточечного
источника или одного конца линейн. источникавторого конца линейного источника
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X1
|
Y1
|
X2
|
Y2
|
1
|
6
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
Сварочный
|
2
|
1,5
|
0,294
|
26
|
750
|
-360
|
105
|
|
|
Аккумуляторный
|
3,5
|
0,14
|
25
|
-
|
445
|
235
|
|
|
Моечный
|
4
|
6,1
|
0,97
|
26
|
3024
|
375
|
75
|
|
|
Кузнечный
|
7
|
|
0,0067
|
70
|
460
|
445
|
240
|
|
|
Склад
топлива
|
8
|
4,2
|
0,03
|
25
|
-
|
-260
|
295
|
|
|
Продолжение
таблицы А.1
Цех,
участок
|
Номер
ИЗА
|
Наименование
газоочистной установки
|
Степень,
%
|
Наименование
вещества
|
|
|
|
обеспеченности
газоочисткой
|
очистки
средняя эксплутационная
|
|
1
|
6
|
17
|
18
|
19
|
20
|
Сварочный
|
2
|
|
-
|
-
|
Железа
оксид
|
|
|
|
|
|
Марганца
оксид
|
|
|
|
|
|
Оксид
кремния
|
|
|
|
|
|
Фториды
газообразные
|
Аккумуляторный
|
3
|
|
|
|
Серная
кислота
|
Моечный
|
4
|
|
|
|
Керосин
|
Кузнечный
|
7
|
|
|
|
Сажа
|
|
|
|
|
|
Оксид
углерода
|
|
|
|
|
|
Оксид
азота
|
|
|
|
|
|
Масло
минеральное
|
Склад
топлива
|
8
|
|
|
|
С12-С19
|
Продолжение
таблицы А.1
Цех,
участок
|
Номер
ИЗА
|
Выбросы
загрязняющих веществ
|
|
|
СП
|
П
|
|
|
|
г/с
|
мг/мт/годг/смг/м3т/год
|
|
|
|
|
|
1
|
6
|
21
|
22
|
23
|
24
|
25
|
26
|
27
|
Сварочный
|
2
|
0,0045
|
15,3
|
0,023
|
0,0045
|
15,3
|
0,023
|
2009
|
|
|
0,00022
|
0,75
|
0,00093
|
0,00022
|
0,75
|
0,00093
|
2009
|
|
|
0,00047
|
1,6
|
0,0013
|
0,00047
|
1,6
|
0,0013
|
2009
|
|
|
0,0004
|
1,35
|
0,0011
|
0,0004
|
1,35
|
0,0011
|
2009
|
Аккумуляторный
|
3
|
0,000022
|
0,16
|
0,000053
|
0,000022
|
0,16
|
0,000053
|
2009
|
Моечный
|
4
|
1,3
|
1340
|
14,1
|
1,3
|
1340
|
14,1
|
2009
|
Кузнечный
|
7
|
0,0000013
|
194
|
0,00004
|
0,000013
|
194
|
0,00004
|
2009
|
1731
|
0,046
|
0,0116
|
1731
|
0,046
|
2009
|
|
|
0,00089
|
132
|
0,0035
|
0,89
|
132
|
0,0035
|
2009
|
|
|
0,004
|
597
|
0,28
|
0,004
|
597
|
0,28
|
2009
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Склад
топлива
|
8
|
0,083
|
2766
|
0,4574
|
0,083
|
2766
|
0,4574
|
|
контроль технологический
загрязняющий атмосфера
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В
АТМОСФЕРУ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ
Для кузнечного участка по результатам
инструментальных измерений рассчитаем выброс в атмосферу одного загрязняющего
вещества, содержащегося в выбросах. До установки пылегазоочистки: размеры
сечения воздуховода - 0,20´0,40 м, скорость -
5,9 м/с, концентрация средняя - 583 мг/н.м3, концентрация
максимальная - 622 мг/н.м3. После установки пылегазоочистки: диаметр
воздуховода - 0,45 м, скорость - 2,8 м/с, концентрация средняя - 105 мг/н.м3,концентрация
максимальная - 112 мг/н.м3. Температура газов - 70ОС.
Массовый разовый выброс, г/с,
, (9)
где см - максимальная
концентрация примеси в газовоздушной смеси, полученная в результате измерений,
мг/н.м3, смдо = 622 мг / н.м3, смпосле
= 112 мг/н.м3;
L - расход
ГВС через сечение, где определена концентрация загрязняющих веществ, м/с.
Расход ГВС через сечение, где
определена концентрация ЗВ,
, (10)
где V - скорость
потока в сечении м / с, V = 5,9 м / с;
F - площадь
сечения, м2, F = 0,2 ∙ 0,4 = 0,08 м2.
Валовой выброс, т/год,
, (11)
где сср - средняя
концентрация примеси в ГВС, полученная в результате измерений, мг / н.м3,
сср = 105 мг / н.м3;
τ - длительность действия ИЗА
в течении года, ч, τ = 460 ч.
КПД пылегазоулавливающей установки
, (12)
Массовые выбросы до и после ПГУ
соответственно
,
.
Валовые выбросы до и после ПГУ
соответственно
,
.
Тогда
.
Заключение об эффективности работы
ПГУ:
Таблица
1
Исходные и вычисленные величины расчёта выбросов
ЗВ в атмосферу по результатам инструментальных измерений для участка плавки
металлов
|
V,
м/с
|
F,
м2
|
Сср,
мг/м3
|
Сmax, мг/м3
|
L,
м3/с
|
М,
г/с
|
П,
т/год
|
|
до
ПГУ
|
5,9
|
0,08
|
583
|
622
|
0,472
|
0,45
|
|
после
ПГУ
|
2,8
|
0,16
|
105
|
112
|
0,4
|
0,05
|
0,077
|
82,9
|
При общем анализе пылегазоулавливающих установок
видно, что найденное КПД соответствует пылегазовоулавливающей установке «Циклон
ЦН-11».
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
По результатам пункта 1 определить Ко
предприятия. Сделать заключение о категории опасности предприятия.
Категория опасности предприятия
,(13)
где n -
количество ЗВ, выбрасываемых в атмосферу;
Пi - валовый
выброс ЗВ, т/год;
Si -
санитарно-гигиенический норматив i-го ЗВ;
- константа, учитывающая опасность
вещества по отношению к третьему классу опасности; принимается
из таблицы 3 [2].
Таблица
2
Результаты расчетов коэффициента Ко и
экологического налога
Вывод:
Исходя из полученных данных, получили, что
категория опасности данного предприятия - 4, так как Ко<103.
В данном случае необходимо производить следующие
работы, направленные на охрану окружающей среды:
1. Инвентаризация
выбросов ЗВ (1 раз в 5 лет).
2. Периодичность
контроля атмосфероохранной деятельности предприятия территориальными органами
Минприроды выборочно 1 раз в 5 лет.
4. РАЗРАБОТКА ПЛАНА-ГРАФИКА КОНТРОЛЯ ЗА
ВЫБРОСАМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРЕДПРИЯТИЕМ
Вещества, подлежащие контролю, определим
используя неравенство,
,(14)
где М - максимальный выброс вредного
вещества из источника, г/с;
Wмр -
максимальная разовая предельно допустимая концентрация, мг/м3;
Н - высота источника выброса, Н=10
м.
Категорию источника определим по
соотношению,
, (15)
где сmi -
максимальная приземная концентрация вредного вещества, создаваемая выбросами из
i-го
источника без учета фонового загрязнения, мг/м3.
Таблица
3
Результаты разработки плана-графика контроля за
выбросами вредных веществ в атмосферу предприятием
ЛИТЕРАТУРА
1.
Овчинников В.М., Киселев В.И., Халиманчик В.А. Охрана окружающей среды: Пособие
к дипломному проектированию для студентов механических специальностей. / БелГУТ
- Гомель: 2001, - 103 с.
.
Халиманчик В.А., Журова И.П. Контроль выбросов в атмосферу загрязняющих
веществ: Пособие для выполнения расчетно-графической работы по дисциплине
«Отраслевая экология и охрана окружающей среды» / БелГУТ - Гомель 2003 - 24 с.