Экология энергетики

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 условного обозначения выбросов должно быть следующей:

Буквенный индекс агрегатного состояния выбросов

Цифровой индекс химического вещества

Цифровой индекс размера частиц

Цифровой индекс массы вещества

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 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 с массой 0,1 кг/ч:

111

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= fМ,

где У - оценка ущерба, руб/год;- множитель, численное значение которого равно 2,4 руб/усл.т.; /в ценах

1991 г./

- безразмерный коэффициент, зависящий от типа загрязняемой территории;

f - безразмерный коэффициент, учитывающий характер рассеивания примесей в атмосферу;

М - приведенная масса годового выброса загрязнений из источника, усл.т/год.

Значение величины определяется по табл. 6.6.

Примечание.

• * Для центральной части городов с населением свыше 300 тыс. человек независимо от административной плотности населения = 8.

112

• ** Для орошаемых пахотных земель, виноградников, сенокосов указанные числа следует умножить на 2.

Если зона активного загрязнения (ЗАЗ) неоднородна и состоит из территорий таких типов, которым в табл. 6.6 соответствуют различные значения величины , то значение для всей ЗАЗ определяется по формуле

где SЗАЗ - общая площадь ЗАЗ; Sj - площадь j-й части ЗАЗ;

j - соответствующее табличное значение константы;

j - номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий, указанных в табл. 6.6;

к - общее число типов территорий, попавших в ЗАЗ.

Зона активного загрязнения для каждого источника, ущерб от выбросов

источника в метрах, - безразмерная поправка на подъем факела выбросов в атмосфере, вычисляемая по формуле:

1 75 оtС ,

где t- среднегодовое значение разности температур в устье источника (трубы) и в окружавшей атмосфере, °С.

Значение коэффициента f определяется следующим образом:

а) для газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается

где h - геометрическая высота устья источника по отношению к среднему уровню ЗАЗ, м;

- безразмерная поправка на тепловой подъем; факела выброса в атмосфере;

113

и - среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, м/с; в тех случаях, когда значение неизвестно, оно принимается равным 3 м/с.

Если и 3 м/с , то значения f(1), приведенные в табл. 6.7 для заданных t и h , следует умножить на поправку:

W 1 4 и ,

значения которой приведены в табл. 6.8.

Таблица 6.7

б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с, принимается, что

114

Значения f(2), вычисленные по приведенной выше формуле при и = 3 м/с для некоторых t и h, приведены в табл. 6.13. Если и 3 м/с, то приведенное в табл. 6.13 значение f(02) следует умножить на поправку W;

в) для частиц, оседающих со скоростью свыше 20 см/с, принимается, что

независимо от значений h, t и и, f = f(3) = 10.

Значение приведенной массы годового выброса загрязнений в атмосферу из источника М определяется по формуле

N

МАi mi ,

i1

где mi – масса годового выброса примеси i-го вида в атмосферу, т/год; Аi – показатель относительной агрессивности примеси i-го вида, усл. т/т,

определяется по табл. 6.9;

N – общее число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу.

115

Значения М определяются раздельно для групп примесей, входящих в каждую из указанных выше фракций, так что в общем случае при выбросе примесей с тремя различными значениями параметра f из одного источника, оценка ущерба, наносимого выбросами этого источника, должна определяться по формуле:

У= (f(1) М(1)+f(2) М(2)+f(3) М(3)).

Значение показателя относительной агрессивности примеси i-го вида может также определяться по формуле

Аi= аi i i,

где аi, - показатель относительной опасности присутствия примеси в воздухе, вдыхаемом человеком.

Величина аi, исчисляется по формуле

где ПДКсут.i - "среднесуточная" предельно допустимая концентрация 1-й примеси в атмосферном воздухе;

ПДКр.з.i - предельно допустимое значение концентрации i-й примеси в воздухе рабочей зоны.

116

i - поправка, учитываемая вероятность накопления исходной примеси или вторичных загрязнителей в компонентах окружающей среды. Значение поправки i принимается:

—равным 5 для токсичных металлов и их оксидов - ванадия, марганца, кобальта, никеля, хрома, цинка, мышьяка, серебра, кадмия, сурьмы, олова, платины, ртути, свинца, урана;

—равным 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;

—равным 1 для всех прочих выбрасываемых в атмосферу загрязнителей (газы, кислоты и щелочи в аэрозолях и др.).

i - поправка, учитывающая действие на различные реципиенты, помимо человека.

Значение поправки i принимается:

равным 2 для выбрасываемых и испаряющихся в атмосферный воздух легкодиссоциирующихся кислот и щелочей (фтористого воздуха, соляной и серной кислот и т.п.), молекулярного фтора, хлора, сернистого газа, сероводорода;

равным 1,5 для оксидов азота, сероуглерода, азона, хорошо растворимых неорганических соединений фтора;

равным 1,2 для органических пылей, не содержащих опасных соединений, нетоксичных металлов и их оксидов.

Вцелях 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 года.

117

Количество прибавленного раствора эквивалентно количеству определяемого вещества.

Гравиметрический метод основан на 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 наличии вещества можно судить по наличию в спектре линий, характерных для искомых элементов, а по их яркости и об их количественном содержании. Спектральный метод чувствителен, требует мало времени и затрат.

Люминесцентный метод основан на наблюдении люминесценции, вызываемой возбуждением молекул исследуемой смеси ультрафиолетовым излучением. Этот метод чувствительнее спектрального на 2-4 порядка.

Специфическая способность некоторых растворов окрашиваться при воздействии на них определенных химических реактивов лежит в основе колориметрических методов. Степень яркости раствора пропорциональна концентрации растворенного вещества, которую можно определить с помощью фотоэлектроколориметра.

Линейно-колористические методы применяются для сред, в которых концентрации определяемого вещества малы, но реакция образования окрашенного соединения протекает с большой скоростью, а окрашенное соединение характеризуется достаточной стойкостью, интенсивность окраски которого не изменяется в течение времени, достаточного для времени анализа.

Нефелометрический и турбидиметрический методы основаны на определении светорассеяния суспензии исследуемого и стандартных растворов. Для получения надежных результатов необходимо соблюдать условия осаждения (количество осадителя, температура и время старения осадка). Электрохимические методы основаны на изменении электропроводности, рН и электролитического тока раствора при взаимодействии с определяемым компонентом.

Для анализа состава уходящих газов получили газохроматографические методы, которые позволяют избирательно определять отдельные компоненты, избегая влияния других составляющих газовой смеси.

При выборе метода нужно учитывать, что он должен быть избирательным в присутствии постоянно и наиболее часто содержащихся в продуктах сгорания топлив загрязняющих веществ, например: SO2, NH3, СО, H2S, NOх взвешенных частиц, а также СО2, Н2О и сопутствующих веществ.

При сопоставлении и выборе различных методов определения концентрации загрязняющих веществ в продуктах сгорания топлив учитывается стабильность характеристик, возможность селективного определения отдельных веществ в многокомпонентной смеси, многофункциональности приборов, пороговой чувствительности, простоты обслуживания, стоимости и т.п.

В описании метода должно быть указано время, в течение которого стабильны (устойчивы) продукты химических реакций, предшествующих

119

определению загрязняющего вещества. Метод должен использовать реактивы с минимальными требованиями по чистоте (квалификации), посуду и приборы, обеспечивающие допустимую погрешность измерений. Поглотительные приборы и устройства должны обеспечивать эффективность поглощения исследуемого загрязняющего вещества не менее 95%.

В описании метода должен быть указан порядок проведения подготовительных операций: приготовление насадок для аналитических колонок, условия их кондиционирования, применение или создание поверочных газовоздушных смесей для калибровки прибора, использование конкретного дозирующего устройства и др.

Метод определения загрязняющего вещества в продуктах сгорания топлив должен включать:

сущность метода и описание мешающих влияний; условия и метод отбора проб, транспортирования и хранения отобранных

проб воздуха; описание используемой аппаратуры и приборов, перечень применяемых

реактивов и их квалификацию; перечень применяемых растворов, порядок их приготовления и

использования, сроки и условия хранения; условия анализа отобранных проб и порядок построения калибровочного

графика; обработку данных испытаний и указание погрешности определения;

метод обезвреживания продуктов анализа; требования безопасности по использованию реактивов и обращению с

опасными и вредными для здоровья продуктами, образующимися в процессе определения, а также требования безопасности к условиям подготовки и проведения измерения;

физико-химические свойства загрязняющего вещества (формула, молекулярная масса, запах, растворимость в воде и органических растворителях, температура плавления, температура кипения, давление и концентрация насыщенных паров, агрегатное состояние, краткая токсикологическая характеристика, значение ПДК и др.).

Для получения достоверных результатов при измерении содержания в продуктах сгорания топлив любого из загрязняющих веществ необходимо обеспечить отбор представительной пробы газов, обосновать место их отбора с учетом имеющих место температурных и концентрационных полей. Для анализа дымовых газов отбор их проб осуществляют из шунтовых труб, либо из газоходов после воздухоподогревателей с поддержанием в соответствующем состоянии пробоотборной системы (подогрев, охлаждение, выбор расстояний и т.п.).

1.7.2. Оксиды азота

Методики определения концентрации оксидов азота в дымовых газах, широко применявшиеся в энергетике, основаны на реакции взаимодействия

120