1.3. Выбросы в атмосферу и их характеристика

Единой общепризнанной классификации источников выбросов, так же как и единой классификации выбросов не существует. Однако, на основании ГОСТ 17.2.1.01-76, ГОСТ 12.2.01.04-77 и ряда литературных источников, можно дать классификацию по нескольким признакам.

Классификация выбросов. Выбросы подразделяются на следующие классы.

1. Гагазовые и аэрозольные. Парогазовые выбросы — смесь газов, не несущих в себе твердых или жидких взвешенных частиц. Эта группа делится на:

1а — Выбросы, не подлежащие очистке по причине их безвредности, либо по причине экономической целесообразности рассеивания через невысокие трубы, либо из-за полного отсутствия технических возможностей очистки в данный период времени.

1б — Выбросы, подлежащие обязательной очистке. Сюда относятся выбросы, содержащие вредные компоненты, отрицательное влияние которых не может быть устранено только путем рассеивания. Подразумевается, что технические средства для очистки имеются.

Эта категория выбросов встречается крайне редко. В большинстве случаев парогазовыми называют аэрозольные выбросы, где концентрация дисперсной среды пренебрежимо мала.

Аэрозольные выбросы — смесь газов, несущая твердые и жидкие взвешенные частицы. Эта группа делится на:

2а — Аэрозоли, в которых дисперсная фаза подлежит улавливанию, а парогазовая (дисперсная среда) относится к подгруппе 1а и при этом не оказывает влияния на работу газоочистных сооружений.

2б — Аэрозоли, в которых дисперсная фаза подлежит улавливанию, а дисперсная среда относится к подгруппе 1а и при этом оказывает определенное влияние на ход очистки. Например, ничтожное содержание SO₂ не требует его улавливания, но внутри воздуховода может образоваться слабокислый концентрат, вызывающий коррозию.

2в — Аэрозоли, в которых дисперсная фаза подлежит улавливанию, а парогазовая (дисперсная среда) относится к подгруппе 1б. В этом случае требуется либо комбинированная очистка в одном аппарате, либо комбинация последовательно расположенных аппаратов для селективного улавливания дисперсной фазы и вредных примесей дисперсионной среды.

2г — Аэрозоли, у которых дисперсная среда относится к подгруппе 1б, а дисперсионная фаза улавливанию не подлежит (например, из-за низкой ее концентрации) и в то же время не оказывает влияния на процесс очистки.

2д — Аэрозоли, у которых дисперсная среда относится к подгруппе 1б, а дисперсионная фаза улавливанию не подлежит, однако может оказывать влияние на процесс очистки (например, постепенно загрязнять жидкий или твердый поглотитель).

2е — Аэрозоли, у которых дисперсная среда относится к подгруппе 1а, а дисперсная фаза — к 2г или 2д.

2. Технологические и вентиляционные. К технологическим относятся хвостовые выбросы технологических процессов, выбросы при продувке технологического оборудования, постоянно действующие дыхательные трубы, периодически действующие предохранительные клапаны, трубы ТЭЦ и котельных и т. п. Технологические выбросы характеризуются высокой концентрацией вредных веществ при относительно небольшом объеме газовоздушной смеси.

К вентиляционным относятся выбросы общеобменной и местной вытяжной вентиляции. Вентиляционные выбросы общеобменной вентиляции характеризуются большими объемами газовоздушной смеси, но низкими концентрациями вредных веществ. Объемы вентиляционных выбросов бывают настолько велики, что валовое количество вредных веществ, содержащихся в них, часто превышает технологические. Поэтому, в настоящее время появилась настоятельная необходимость в разработке современных методов и средств очистки не только технологических, но и вентиляционных выбросов.

3. Организованные и неорганизованные. К организованным относятся выбросы, отводимые от мест выделения трубами, газоходами, воздуховодами, что позволяет применять для улавливания содержащихся вредных веществ соответствующие установки. Неорганизованными являются выбросы, поступающие в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта.

4. Нагретые и холодные. Различаются по перепаду температур между выбросом и окружающей средой.

В соответствии с ГОСТ 17.2.1.01-76 выбросы классифицируются по составу. При этом они имеют условное обозначение. Структура условного обозначения:

Первая цифра — агрегатное состояние: газообразные (А), жидкие (К), твердые (Т).

Вторая и третья: химический состав: сернистый ангидрид (01), окись углерода (02), окислы азота (в пересчете на NO₂) (03), свинец и его соединения (в пересчете на Pb) (22), сажа (23), металлы и их соединения (24), пыль (25), прочее (26).

Четвертая цифра: размер частиц

менее 0,510^-6 М . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)

от 0,510^-6 до 310^-6 М . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)

от 310^-6 до 1010^-6 М . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)

от 1010^-6 до 5010^-6 М . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4)

свыше 5010^-6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)

Пятая цифра: масса частиц

менее 1 кг/ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)

от 1 до 10 кг/ч включ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2)

от 10 до 100 кг/ч включ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)

от 100 до 1000 кг/ч включ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4)

от 1000 до 10000 кг/ч включ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5)

от 10000 кг/ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6)

Пример условного обозначения: А.01.0.5., К.20.2.3., Т.23.2.3.

Выброс, состоящий из сернистого ангидрида с массой 2000 кг/ч, кислоты с размером частиц от 0,5 до 3 мкм и массой 50 кг/ч, сажи с размером 1 мкм с массой 60 кг/ч.

Классификация источников выбросов. Источники выбросов подразделяются :

1. По характеру происходящих в них технологических процессов: топочные устройства, сушильные агрегаты, различные печи и т. д. Характеристика источников выбросов по отраслям будет дана в главе 3.1.

2. На точечные, линейные и плоские источники.

Точечный источник — источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества из установленного отверстия. Линейный источник — источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества с установленной линии. Плоский источник — источник, выбрасывающий загрязняющие атмосферу вещества с установленной площади.

К точечным выбросам относятся трубы, шахты, крышные вентиляторы и т. д. К линейным — аэрационные фонари, технологические линии и ряд близко расположенных источников.

3. На высокие источники (Н  50 м); источники средней высоты (Н = 1050 м); низкие источники (Н = 210 м), наземные источники (Н  2 м).

4. На стационарные и передвижные.

5. На источник непрерывного действия, прерываемого действия, нерегулярного действия.

Источник непрерывного действия — источник, выбрасывающий загрязняющие вещества непрерывно, в течении длительного времени.

6. Затененные и незатененные.

Критерии выбросов. Критерии выбросов применяются для следующих целей:

— определение загрязнений;

— контроль выбросов от источников;

— установление существующего уровня и предела опасно возрастающего загрязнения атмосферы;

— контроль функционирования газоочистного оборудования;

— оценка технического уровня производства;

— инспекционные цели.

Критерии выбросов бывают количественные и качественные.

Количественные показатели могут быть выражены в массовых или объемных единицах, либо в процентном отношении к различным параметрам, таким как продолжительность, масса или объем газов, выходящих из источника, производительность источника или объем потребляемого сырья, выход конечного либо промежуточного продукта.

К количественным показателям относятся:

1. Массовый поток выброса М (мощность выброса). Это масса выделяющихся загрязняющих веществ в единицу времени. Выражают его в г/с, кг/ч, т/г. Этот критерий дает сведения об общем количестве выбросов и поэтому является главным образом гигиеническим и балансовым критерием. Он не слишком полезен при ограничении выбросов.

2. Массовая концентрация выброса С. Масса выделяющихся загрязняющих веществ, отнесенная к единице объема газа при условиях сухого или влажного газа, стандартизированных по температуре и давлению (температура 0С и давление 101,325 кПа).

Такой «концентрационный критерий» весьма полезен для технологии и контроля загрязнений, поскольку он выражает концентрацию и степень отделения загрязняющего вещества в отходящем газе и позволяет предложить варианты очистки загрязненных газов.

, кг  м³ , 1.3

где V — скорость газа.

Этот показатель выражают в мг/м³ или г/м³. Иногда применяют соотношения объемных единиц, имеющих преимущества безразмерных параметров (%, ppm, ppb), хотя они и не соответствуют рекомендациям Всемирной организации здоровья (ВОЗ).

В американской литературе в качестве объемных критериев используют величины ppm и ppb, особенно для газов (1 ppm_об = 1 см³/м³), а иногда и в виде массовых величин для твердых веществ (1 ppm_масс = 1мг/кг). При очень малых концентрациях в воздухе пользуются данными в ppb, соответствующих 1:10⁹ (1 ppb_об = 1 мм³/м³) (10⁹ носит в Америке наименование биллион, а в Европе — миллиард). Зарубежная газоаналитическая аппаратура градуирована также в размерности миллионных ppm или миллиардных ppb долей по объему. В связи с этим возникает необходимость пересчета объемных долей на концентрации, выраженных в мг/м³.

В табл. 1.8 приведены формулы пересчета концентраций газов и паров одной размерности в другую (при температуре 0С, давлении 760 мм рт. ст.).