Таблица 2.15

Удельные выделения загрязняющих вешест». Кг/т

Плавильный агрегат		Оксид	Угле­	Оксиды Лжксид азота ; серы
	Пыль	угле­рода	водо­роды
Открытая	19	200	2,4	0,014 j 1,54
вагранка
Электродуго­	8,1	1,5	—	0,29 -*
вая печь

2.8.1. Идентификация выбросов в атмосферный воздух

Выбросы технологических процессов и техниче­ских систем при их работе в штатных режимах со­стоят:

• из веществ, выбрасываемых в атмосферу;

• из веществ, поступающих в рабочее помещение;

• Категория улицы	Оксид углерода	Угле­водороды	Оксиды азота
  Магистральные Общегородские непре­рывного движения	16,5...28,2 54,3...66,0	1,8—3,2 6,0—7,7	6,8-8,0 12,6-15,5

  Таблица 2.16

  Концентрация токсичных веществ, мг/м3

  
  из утечек рабочих сред из технических систем при нарушении их герметичности как в помещение, так и на промышленные площадки.

Масса выбросов, возникающих при проведении технологических процессов, обычно рассчитывается по формуле:

М = m_уд П k(1 - η),

где m_уд — удельное выделение загрязняющего веще­ства на единицу характерного показателя 77производ­ственного процесса; для расчета выбросов из пла­вильных агрегатов П— производительность плавиль­ного агрегата, т/ч; для расчета выбросов при элекгродуговой сварке П — расход электродов, кг/ч; для расчета выбросов при резке металлов 77— произ­ведение длины реза на толщину разрезаемого метал­ла, м²/ч; при окраске 77 — расход лакокрасочных ма­териалов, кг/ч; к — поправочный коэффициент для учета особенностей технологического процесса; г| — эффективность средств очистки выбросов в долях единицы. При их отсутствии rj = 0.

Удельные выделения загрязняющих веществ при плавке чугуна в открытых чугунолитейных вагранках и электродуговых печах производительностью до 7 т/ч приведены в табл. 2.15.

Для процесса ручной дуговой сварки сталей элек­тродами с покрытием /Иу_Д на 1 кг электродов состав­ляют: 40 г пыли, 2 г фтороводорода, 1,5 г оксидов уг­лерода и азота.

Обычно системы отвода загрязнений в техносферу от мест их образования удаляют из цеха до 97 % вред­ных веществ, а 3 %. веществ все же поступают в по­мещение цеха.

При эксплуатации систем с повышенным давле­нием возможны утечки газов, паров и жидкостей че­рез уплотнения разъемных соединений, трубопрово­дов, затворы трубопроводной арматуры (клапаны, вентили и др.).

Утечки газов, см³/мин, через затворы определяют по формуле

где К — коэффициент, зависящий от класса герметич­ности; К= 1...10; N— коэффициент, зависящий от вида арматуры, например, для вентилей л = 75 • 10 ; Р[ — давление среды в трубопроводе, МПа; D_y — диаметр ус­ловного прохода, мм.

Объемы утечек газов значительно превышают объ­емы утечек жидкостей Q_x, обычно (2_г/£?ж « 10... 10 .

При сжигании топлива (уголь, мазут, природный газ) в котлах ТЭС образуются нетоксичные диоксид уг­лерода и водяной пар. Кроме них в атмосферу выбра­сываются и вредные вещества, такие как оксид угле­рода, оксиды серы и азота, летучая зола. Для ТЭС мощностью 1000 МВт характерны выбросы углекислого газа — 560 т/ч; паров воды — 105, диоксида серы — 14, оксидов азота — 4 и золы 0,85 т/ч при условии, что эф­фективность очистки дымовых газов от летучей золы составляет 0,99. Вблизи ТЭС, выбрасывающих такое количество загрязнителей, образуются зоны с повы­шенными концентрациями вредных веществ протя­женностью до 5 км и более.

Автомобильный транспорт при сжигании бензина или дизельного топлива выбрасывает отработавшие газы, состоящие из нетоксичных паров воды, диок­сида углерода, азота, кислорода и водорода, а также из токсичных веществ: оксида углерода, оксидов азота, углеводородов, альдегидов, сажи, бенз(а)пирена и др. Состав отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) зависит от режима работы двигателя.

Отработавшие газы ДВС в городах являются ос­новными загрязнителями атмосферного воздуха. По данным обследований, величину концентрации оксида углерода СО, мг/м³, в воздухе автомагистралей (на краю проезжей части) можно найти по формуле:

где N— интенсивность движения автомобилей, авт/ч.

Для транспортных магистралей характерны кон­центрации токсичных веществ в атмосферном воздухе, приведенные в табл. 2.16.

Концентрации оксида углерода и других токсич­ных компонентов отработавших газов ДВС достигают наибольших значений на перекрестках. В этом случае:

С_сo(пер) = С_С0(1 + N₂ /N₁ )

где С_сo(пер) - концентрация СО на перекрестке; С_со — то же на главной магистрали с интенсивностью дви­жения N_2, N₁ — интенсивность движения на второ­степенной магистрали.

Для определения загрязнения атмосферного воз­духа выбросами от точечного источника (например, от трубы ТЭС) используют методику ОНД-86.

Величина максимальной приземной концентрации загрязняющего вещества С_м, мг/м³, при выбросе нагре­той газовоздушной смеси из одиночного точечного ис­точника с круглым устьем определяется по формуле:

где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (определяет условия вер­тикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе); М— масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F — безразмерный коэффициент, учи­тывающий скорость оседания частиц загрязняющих веществ в атмосферном воздухе; m,n — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо- воздушной смеси из устья источника выброса; η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае равнинной местности η=1 H - высота источника выброса над уровнем земли, м; ∆T— разность между температурой выбра­сываемой газовоздушной смеси (Г_r) и температурой окружающего атмосферного воздуха (Т_в), °С; V — рас­ход выбрасываемой газовоздушной смеси, м³/с, оп­ределяемый по формуле:

D — диаметр устья источника выброса, м; ω<о₀ — сред­няя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Значение коэффициента А, соответствующее не­благоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосфер­ном воздухе максимальна, принимается равным:

250 — для районов Средней Азии южнее 40° с. ш., Бурятии и Читинской области;

200 — для Европейской территории России (ЕТР): для районов РФ южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Республики Молдовы; для среднеазиатских государств СНГ, Казахстана, Даль­него Востока и остальной территории Сибири;

180 — для ЕТР и Урала от 50 до 52° с. ш. за исклю­чением попадающих в эту зону перечисленных выше районов и Украины;

160 — для ЕТР и Урала севернее 52° с. ш. (за исклю­чением Центра ЕТР), а также для Белоруссии, Украины;

140 — для Московской, Тульской, Рязанской, Вла­димирской, Калужской, Ивановской областей.

Значения мощности выброса М при проектирова­нии предприятий определяются расчетом в техноло­гической части проекта.

При определении значения ∆Т принимается тем­пература окружающего атмосферного воздуха Т_в, рав­ная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, а температура выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_Г — по параметрам технологического процесса.

Концентрация С примеси в приземном слое атмо­сферы по оси факела выброса на разных расстояниях от источника распределяется следующим образом (рис. 2.10). Вблизи источника выброса концентрация примеси мала (зона А, зона неорганизованного загряз­нения), а затем она увеличивается, достигая максимума на некотором расстоянии от трубы и далее снижается. Это происходит в трех зонах: зоне переброса факела (Б), зоне задымления (В) — зоне максимального содер­жания загрязняющих веществ и зоне постепенного снижения уровня загрязнения (Г). Зону задымления можно выделить как участок, на котором С > 0,5С_макс.

Совпадение зоны задымления с местами располо­жения объектов, требующих повышенной чистоты воз­духа, недопустимо.

Наибольшего значения концентрация обычно дос­тигает на расстоянии 10...40 высот труб в случае на­гретых выбросов и на расстоянии 5... 10 высот труб в случае холодных выбросов. Так, при высоте труб от 100 до 250 м

расстояние от точки выброса (от трубы) до точки максимума концентрации в зоне задымле­ния при нагретых выбросах составляет 1...2,5 км, а при холодных выбросах — 500 м.

В реальных производственных городских, регио­нальных и тому подобных условиях атмосферный воздух практически всегда оказывается одновременно загрязненным несколькими веществами.

Совместное негативное влияние загрязняющих ве­ществ на воздух городов и промышленных зон оце­нивают индексом загрязнения атмосферы (ИЗА). Для каждого i-го вещества ИЗА_i = k_i (С_i/ПДК_c,ci), где k_i — коэффициент, равный 1,7 — для веществ I класса; 1,3 — для веществ II класса; 0,1 — для веществ III класса и 0,9 — для веществ IV класса; С_i — текущая концентра­ция i-го вещества в атмосфере; ПДК_c,ci — предельно до­пустимая среднесуточная концентрация /-го

1 ЕИЗА>14; 2 ИЗА от 7 до 13;

З ИЗА от 5 до 6; 4 ИЗА<5

Рис. 2.11. Данные по уровню загрязнения атмосферного воздуха в городах РФ (иа 2008 г.)

вещества.

Интегральную оценку загрязненности атмосферы в городах обычно ведут по пяти наиболее опасным веще­ствам, для чего рассчитывают значение ИЗА по формуле:

Рис. 2.10. Распределение концентрации вредных веществ в атмо­сфере у земной поверхности от организованного высокого источ­ника выбросов

Допустимые значения ИЗА₅ < 7. Данные наблю­дений показывают, что уровень загрязнения атмосферы остается высоким. В 67 % городов (136 городов), где проводятся наблюдения, степень загрязнения воздуха очень высокая и в 19 % городов — низкая (рис. 2.11).