Экологические аспекты энергетики атмосферный воздух
.pdf- газообразные (А); - жидкие (К); - твердые (Т).
Признак — химический состав:
-сернистый ангидрид (01);
-окись углерода (02);
-окислы азота в пересчете на N0^ (03);
-фтор и его соединения в пересчете на фтор-ион (04);
-сероуглерод (05);
-сероводород (06);
-хлор (07);
-синильная кислота и цианиды в пересчете на CN (08);
-ртуть и ее соединения (09);
-аммиак (10);
-мышьяк и его соединения (11);
-сумма углеводородов (12);
-углеводороды предельные (13);
-углеводороды непредельные (14);
-углеводороды ароматические (15);
-кислородсодержащие органические соединения (16);
-азотсодержащие органические соединения (17);
-фенол (18);
-смолистые вещества (19);
-кислоты (20);
-щелочи (21);
-свинец и его соединения в пересчете на РЬ (22);
-сажа (23);
-металлы и их соединения (24);
-пыль (23);
-прочее (26).
Признак — размер |
частиц: |
-менее 0,5-10*ом (1);
-от 0,5-10*° до 310*" м включительно (2);
-от 3-10*° до 10-10*° м включительно (3);
-от 10-10*" до 50-10*" м включительно (4);
-от 50-10*" м (2).
Признак - масса вещества:
_ |
менее 1 к г / ч ( 1 ) ; |
- |
от 1 до 10 кг/ч включительно (2); |
_ от 10 до 100 кг/ч включительно (3); _ от 100 до 1000 кг/ч включительно (4);
_ от 1000 до 10000 кг/ч включительно (5); _от 10000 кг/ч (6).
Структура построения у с л о в н о г о обозначения в ы б р о с о в д о л ж н а
быть с л е д у ю щ е й :
00.
При отсутствии какого-либо индекса ставят цифру 0.
Примеры условных обозначений.
1. Выброс жидкий, содержащий щелочи с размером частиц от 0,5 до 3 мкм, с массой вещества 70 кг/ч:
К.21. 2.3.
2.Выброс, состоящий из смеси окиси углерода с массой 60 кг/ч и паров ароматических углеводородов массой 5 кг/ч:
А. 02. 0.3. А. 15.0. 2.
3.Выброс, состоящий из сернистого ангидрида с массой 2000 кг/ч кислоты с размером частиц от 0,5 до 3 мкм и сажи с размером частиц 1 мкм и массой 5 кг/ч:
А. 01.0. 5. К. 20.2. 3. Т. 23. 2.3.
4.Выброс, состоящий из окислов азота с массой 40 кг/ч и НДМА
смассой 0,1 кг/ч:
А. 03.0. 3. А. 17.0. 1.
Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу предприятиями, представляют в виде табл. 5.3.
Экономическая оценка ущерба, причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферный воздух У, для отдельного источника определяется по формуле
У = yq/M, где У — оценка ущерба, руб/год;
Y — множитель, численное значение которого равно 2,4 руб/у. т. (в ценах 1991 г.);
а— безразмерный коэффициент, зависящий от типа загрязняемой территории;
/— безразмерный коэффициент, учитывающий характер рассеивания примесей в атмосферу;
М— приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл. т/год.
Значение величины а определяется по табл. 6.12.
|
Таблица 6.12 |
|
Тип загрязняемой территории |
Значение |
|
а |
||
Курорты, санатории, заповедники, заказники |
||
10 |
||
Пригородные зоны отдыха, садовые и дачные |
|
|
кооперативы и товарищества |
|
|
Населенные места с плотностью населениям чел/га* |
0,1-л |
|
Территории промышленных предприятий (включая |
4 |
|
защитные зоны) и промышленных узлов |
|
|
Леса; |
|
|
1 -я группа |
0,2 |
|
2-я группа |
0,1 |
|
3-я группа |
0,025 |
|
Пашни**; |
|
|
южные зоны (южнее 50° северной широты) |
0,25 |
|
центр черноземья России, Южная Сибирь |
0,1 |
|
Сады, виноградники** |
0,5 |
|
Пастбища, се1Юкосы** |
0,05 |
Примечание.
*Для центральной части городов с населением свыше 300 тыс. человек независимо от административной плотности населения 0 = 8.
**Для орошаемых пахотных земель, виноградников, сенокосов указанные числа следует умножить на 2.
Если зона активного загрязнения (ЗАЗ) неоднородна и состоит из тер- " таких типов, которым в табл. 6.12 соответствуют различные зна- чения в е л и ч и ны (У, то значение а для всей ЗАЗ определяется по формуле
|
|
Г |
1 А |
|
|
СТ = С Т з д з = |
= I |
|
|
|
|
|
|
1 |
J ЗАЗ |
^„р |
С |
— общая площадь ЗАЗ; |
|
где |
'^зАз |
, „ |
|
S — площадьj-я части ЗАЗ;
(У— соответствующее табличное значение константы; J—номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территории,
указанных в табл. 6.12; К — общее число типов территорий, попавших в ЗАЗ.
Зона активного загрязнения для каждого источника, ущерб от выбросов которого подлежит оценке, определяется следующим образом. ЗАЗ для организованных источников представляет собой кольцо, заключсн1юс между окружностями срадиусами r^'^.j"' = 2ф/; и rj^f' = 20ф/г, 1-дс h — высота источника в метрах, ф — безразмерная поправка на подъем факела выбросов в атмосфере
75Т
где А/' — среднегодовое значение разности температур в устье источника (трубы) и в окружавпшй атмосфере, °С.
Значение коэффициента/определяется следующим образом:
а) для газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается
г ^ |
г __ |
1 0 0 |
и |
J - |
J(\) |
1 0 0 + ф/г |
1 + м' |
|
|
где h — геометрическая высота устья источника по отношению к среднему уровню ЗАЗ, м;
Ф — безразмерная поправка на тепловой подъем факела выброса
в атмосфере;
и— среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, м/с; в тех случаях, когда значение неизвестно, оно принимается равным 3 м/с.
Если м 3 м/с , то значенияприведенные в табл. 6.13 для заданных Дг и h, следует умножить на поправку
1 + м
значения которой приведены в табл. 6.14.
Таблица 6.13
At |
Ф |
0 |
10 |
20 |
|
|
h |
|
|
|
|
|
0 |
|
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
|||
1,0 |
LQ |
0,91 |
0,83 |
0,67 |
0,5 |
0,4 |
0,33 |
0,29 |
0,25 |
0,22 |
0,20 |
|
25 |
|
4,08 |
3,78 |
3,54 |
3,02 |
2,5 |
2,18 |
1,96 |
1,8 |
1,67 |
1,55 |
1,47 |
1,33 |
1,0 |
0,88 |
0,79 |
0,60 |
0,43 |
0,33 |
0,27 |
0,23 |
0,20 |
0,18 |
0,16 |
|
50 |
|
4,08 |
3,69 |
3,40 |
2,81 |
2,28 |
1,96 |
1,75 |
1,60 |
1,48 |
1,38 |
1,30 |
1,67 |
1,0 |
0,86 |
0,75 |
0,55 |
0,38 |
0,29 |
0,23 |
0,19 |
0,17 |
0,15 |
0,13 |
|
75 |
|
4,08 |
3,61 |
3,27 |
2,64 |
2,10 |
1,79 |
1,59 |
1,45 |
1,34 |
1,25 |
1 , 1 7 |
2,0 |
1,0 |
0,81 |
0,68 |
0,46 |
0,30 |
0,23 |
0,18 |
0,15 |
0,13 |
1 , 1 1 |
0,10 |
|
100 |
|
4,08 |
3,46 |
3,06 |
2,38 |
1,85 |
1,57 |
1,38 |
1,25 |
1 , 1 5 |
1,07 |
1,01 |
2,33 |
1,0 |
0,81 |
0,68 |
0,46 |
0,30 |
0,23 |
0,18 |
0,15 |
0,13 |
1 , 1 1 |
0,10 |
|
|
|
4,08 |
3,46 |
3,06 |
2,38 |
1,85 |
1,57 |
1,38 |
1,25 |
1 , 1 5 |
1,07 |
1,01 |
125 |
2,67 |
1,0 |
0,79 |
0,65 |
0,43 |
0,27 |
0,20 |
0,16 |
0,13 |
0,11 |
0,10 |
0,90 |
|
|
4,08 |
3,39 |
2,97 |
2,27 |
1,76 |
1,48 |
1,30 |
1,18 |
1,08 |
1,01 |
0,95 |
150 |
3,0 |
1,0 |
0,77 |
0,63 |
0,40 |
0,25 |
0,18 |
0,14 |
0,12 |
0,10 |
0,09 |
0,08 |
|
|
4,08 |
3,33 |
2,89 |
2,18 |
1,67 |
1,40 |
1,23 |
1 , 1 1 |
1,02 |
0,95 |
0,89 |
Примечание. |
В числителе — |
значение функции |
/J^ |
= |
100 |
|
||||
100 + ф/г-, |
в зна- |
|||||||||
|
|
= 1000 |
|
|
|
|
|
|||
менателе — |
f ^ |
при некоторых значениях Ы, |
°С, и h, м. |
|
||||||
|
|
60 + ф/г |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.14 |
||
и, м/с |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
4,5 |
5,0 |
|
W |
2,0 |
1,6 |
1,33 |
1,0 |
0,89 |
0,8 |
|
0,73 |
0,67 |
|
б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с, принимается, что
1000
60 + фЛ |
Т |
— |
|
1 + м' |
Значения |
вычисленные по приведенной выше формуле при |
||
3 м/сДОЯнекоторых Д^ и h, приведены в табл. 6.13. Если иФЪ м/с, то |
|||
" " еденное в табл. 6.13 значение |
следует умножить на поправку W] |
||
в) для частиц, оседающих со скоростью свыше 20 см/с, принима- |
|||
ется, что независимо от значений h. At и |
= 10. |
||
Значение приведенной массы годового выброса загрязнений в атмосферу из источника М определяется по формуле
N
М = ^А^т.,
^.де |
— масса годового выброса примеси г'-го вида в атмосферу, т/год; |
|
А. — показатель относительной агрессивности примеси /-го вида, |
усл. т/т, определяется по табл. 6.15;
N— обш,ее число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу
Значения М определяются раздельно для групп примесей, входя- ш,их в каждую из указанных выше фракций, так что в общем случае при выбросе примесей с тремя различными значениями параметра/ из одного источника, оценка ущерба, наносимого выбросами этого источника, должна определяться по формуле:
Значение показателя относительной агрессивности примеси i-ro вида может также находиться по выражению
А= |
ааЬ, |
I |
I I г |
где а. — показатель относительной опасности присутствия примеси в воздухе, вдыхаемом человеком.
Величина а. исчисляется по формуле
60
<я. = V
где ПДК^^ . — среднесуточная предельно допустимая концентрация 1-й примсси в атмосферном воздухе;
ПДКр^ ^— предельно допустимое значение концентрации i-й примеси в воздухе рабочей зоны;
|
Таблица 6.15 |
||
№ |
Вещество |
Ai, |
|
пп |
усл. т/т |
||
|
|||
1. |
Оксид углерода |
1,0 |
|
2. |
Сернистый ангидрид |
22,0 |
|
3. |
Сероводород |
54,8 |
|
4. |
Серная кислота |
49,0 |
|
5. |
Оксиды азота в пересчете на N0^ |
41,1 |
|
6. |
Аммиак |
10,4 |
|
7. |
Хлор молекулярный |
89,4 |
|
8. |
Оксиды алюминия |
33,8 |
|
9. |
Диоксид кремния |
83,2 |
|
10. Сажа без примесей (пыль углерода без учета примесей) |
41,5 |
||
1 1 . Кобальт и его оксиды |
1730,0 |
||
12. Летучие низкомолекулярные углеводороды (пары жидких |
3,16 |
||
|
топлив) |
|
|
13. Ацетон |
5,55 |
||
14. Фенол |
3 1 0 |
||
15. |
Бенз(а)пирен |
1 2 , 6 1 0 ' |
|
16. |
Цианистый водород |
282 |
|
17. Оксиды натрия, магния, калия, кальция, железа, стронция, |
15,1 |
||
|
молибдена, вольфрама, висмута |
|
|
18. |
Древесная пыль |
19,6 |
|
19. Пентаоксид ванадия (пыль) |
1225,0 |
||
20. |
Неорганические соединения шестивалентного хрома по С2О3 |
10" |
|
2 1 . |
Марганец и его оксиды в пересчете на Мл |
7070,0 |
|
22. |
Никель и его оксиды |
5475,0 |
|
23. |
Оксид цинка |
245,0 |
|
24. |
Оксиды мышьяка |
1581,0 |
|
25. |
Неорганические соединения ртути по Hq |
22400,0 |
|
26. |
Неорганические соединения свинца РЬ |
22400,0 |
|
27. |
Золы углей; |
|
|
|
донецких, подмосковных |
70,0 |
|
|
кузнецких, экибастузских, карагандинских |
80,0 |
|
|
березовских, назаровских, ангренских |
60,0 |
|
28. |
Зола торфа (в среднем) |
60,0 |
|
29, |
Коксовая и агломерационная пыль |
100,0 |
|
30. |
Каменноугольная пыль |
40,0 |
|
^поправка, учитываемая вероятность накопления исходной
'примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окружа-
ющей среды.
Значение поправки а. принимается равным;
-5 (для токсичных металлов и их оксидов — ванадия, марганца, кобальта, никеля, хрома, цинка, мышьяка, серебра, кадмия, сурьмы, олова, платины, ртути, свинца, урана);
-2 (для прочных металлов и их оксидов — натрия, магния, калия, кальция, железа, стронция, молибдена, бария, вольфрама, висмута, кремния, бериллия, а также других компонентов твердых аэрозолей, полициклических ароматических углеводородов и бенз(а)пирена);
-1 (для всех прочих выбрасываемых в атмосферу загрязнителей
(газы, кислоты и щелочи в аэрозолях и др.).
5.—поправка, учитывающая действие на различные реципиенты, помимо человека.
Значение поправки 5. принимается равным:
-2 (для выбрасываемых и испаряющихся в атмосферный воздух легкодиссоциирующихся кислот и щелочей (фтористого воздуха, соляной и серной кислот и г. п. ), молекулярного фтора, хлора, сернистого газа, сероводорода);
Рис. 6.1. Номограмма для определения |
удельного ущерба от выбросов |
||
в атмосферу |
окислов |
серы и |
азота: |
1, 2, 3 — виды угля |
в соответствии |
с табл. 6.15 |
|
-1,5 (для оксидов азота, сероуглерода, азота, хорошо растворимых неорганических соединений фтора);
-1,2 (для органических пылей, не содержащих опасных соединений, нетоксичных металлов и их оксидов).
Для упрощения практических расчетов с использованием ущерба на рис. 6.1 приведена номограмма для определения удельного ущерба (на 1 т выбросов) для основных загрязнителей ТЭС, предложенная М. А. Девочкиным (Ивановский государственный энергетический университет). Величина удельного ущерба приведена в ценах 1991 г.
7. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ВПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ ТОПЛИВ
7.1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ
Определение концентраций загрязняющих веществ в продуктах сгорания ТОПЛИВ осуществляется химическими, физическими и физи- ко-химическими методами. Химические методы подразделяются на объемные (волюмометрические и титрометрическис) и вссовыс (гравиметрические).
Физические методы включают в себя спектральный и люминесцентный анализ, кондуктометрию. К физико-химическим методам относятся колориметрические, турбидиметрические (нефрслометрические) и газохромато-графические.
Волюмометрический метод реализуется в химических газоанализаторах, работа которых основана на измерении объема пробы газа, оставшегося после удаления определенного компонента (вследствие реакций окисления-восстановления, нейтрализации, абсорбции и дожигания).
Титрометрические (йодометрические хлорсульфатные) методы анализа основаны на определении количества вещества по объему раствора известной концентрации, затраченному на реакцию с определенным веществом. Количество прибавленного раствора эквивалентно количеству определяемого вещества.
Гравиметрический метод используется при определении концентрации вещества путем выделения его в виде осадка и взвешивания осажденной формы.
Спектральный метод основан на исследовании спектров излучения при внесении вещества в пламя горелки. О составе вещества