Экологическая экспертиза оценка воздействия на окружающую среду. Практикум

Плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов ВСВ определяется путем умножения соответствующих ставок платы на разницу между ВСВ и ПДВ и суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ.

Плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ определяется путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы выбросов над установленными лимитами (ВСВ), суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ и умножения этих сумм на пятикратный повышающий коэффициент (см. соотношение ((1.3))

П(Вф – ВСВ) = 5П(ВСВ – ПДВ) = 25ПДВ.

Решение

Плата за выбросы загрязняющих веществ i-го вида в размерах, не превышающих ПДВ, с учетом коэффициента экологической ситуации равна (табл. 2.12 и 2.13):

Пн.атм (пыль) = 13,7 · 1,5 = 20,55 руб/т; Пн.атм (CO) = 0,6 · 1,5 = 0,9 руб/т;

Пн.атм(NOx ) = 52 · 1,5 = 78 руб/т;

Пн.атм(SOx ) = 40 · 1,5 = 60 руб/т;

Пн.атм (HCN) = 205 · 1,5 = 307,5 руб/т.

Для существующей и предлагаемой технологии нормативная плата за выбросы в атмосферу в пределах допустимых концентраций одна и та же, поскольку ПДВ не меняются. Временно согласованные выбросы после реконструкции уменьшаются, поскольку новая технология призвана уменьшить фактические выбросы в атмосферу, тем самым приблизив их к предельно допустимым.

При расчете платы за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов (ПДВ ≥ Вф ≥ ВСВ) значения возрастают в 5 раз.

Плата за сверхлимитные выбросы (Вф ≥ ВСВ) возрастает еще в 5 раз (по сравнению с базовой – в 25 раз).

41

Задача 2.9. Расчет платы за природопользование

Условие задачи

Сравнить суммарные платежи за природопользование в 2001 и 2004 гг. с учетом изменения платы за загрязнение окружающей среды.

Исходные данные

В ЭСПЦ трубного завода производят 1,1 млн т стали в год. Пылегазовые выбросы в атмосферу составляют 4215 т/год. В 2001 г. усредненный норматив платы за выбросы в ЭСПЦ составлял 0,23 руб/т, федеральный коэффициент индексации – 100,3, коэффициент, учитывающий состояние атмосферного воздуха и высоту выбросов, – 1,1, региональный коэффициент экологической ситуации для атмосферы – 2,28, региональный коэффициент экологической ситуации для почвы – 1,9. Норматив удельного экологического ущерба от выбросов в атмосферу составляет 0,6 руб/усл. т выброса, коэффициент индексации – 2,67 (по состоянию на 2017 г.).

Данные о количестве отходов приведены в табл. 2.14.

Решение

1. Плата за загрязнение атмосферы:

В 2001 г. плата за загрязнение атмосферы составила

Патм = 4215 · 0,23 · 100,3 · 1,1 · 2,28 = 243 867,47 руб.

С 2003 г. вступило в силу новое постановление, в котором не установлен усредненный норматив платы за загрязнение окружающей среды. Воспользуемся данными предыдущей задачи, в которой при фактических выбросах в атмосферу около 7,5 тыс. т/год плата

впределах ПДВ составляет 117 тыс. руб. Следовательно, можно принять, что усредненный норматив платы составляет 15,6 руб/т. Тогда

в2004 г. платеж составил

43

Патм = 4215 · 15,6 · 1,1 · 2,28 = 164 911,03 руб.,

а с учетом коэффициента индексации, равного 1,1, Патм (2004) =

=181 402,13 руб., что в 1,3 раза меньше, чем в 2001 г.

В2017 г. платеж составил

Патм = 4215 · 15,6 · 0,6 · 2,67 · 1,1 · 2,28 = 264 187,5 руб.

2. Плата за размещение отходов:

Ппочв (2001) = 1484 · 0,12 · 1,9 · 100,3 = 33 936,71 руб.; Ппочв (2004) = 1484 · 115 · 1,9 = 324 254 руб.,

а с учетом коэффициента индексации, равного 1,1, Патм (2004) = = 356 679,4 руб., что в 10,5 раз больше, чем в 2001 г.

Ппочв (2017) = 1484 · 40,1 · 1,19 · 0,6 · 2,67 = 113 445,6 руб.

3. Суммарные платежи:

ПΣ (2001) = 243 867,47 + 33 936,71 = 277 804,18 руб.; ПΣ (2004) = 181 402,13 + 356 679,4 = 538 081,53 руб. ПΣ (2017) = 264 187,5 + 113 445,6 = 377 633,1 руб.

В2004 г. суммарные платежи выросли вдвое относительно 2001 г.

врезультате увеличения платы за размещение отходов. В 2017 г. в связи со снижением платы, взимаемой за размещение отходов и выбросы

ватмосферу, суммарные платежи сократились на 30 %. Этот пример иллюстрирует зависимость платы за природопользование не от фактических выбросов, а от законодательства, т.е. от взглядов общества.

44

3. РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ И ЭКОЛОГИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЕКТРОСТАЛИ

Задача 3.1. Расчет общего объема газов на выходе из рабочего пространства ДСП

Условие задачи

Рассчитать общее количество газов, выделяющихся из ДСП за плавку.

Исходные данные

Вместимость печи Е = 100 т, количество углерода, выгоревшего из металлической ванны, ΔC = 1,6 %, расход электродов Рэ = 2,5 кг/т стали, расход извести q = 30 кг/т стали, недожог извести а = 4 %, содержание оксидов углерода в отходящих газах, %: CO – 21, CO2 – 17, продолжительность плавки t = 1 ч.

Методика расчета

Усредненное количество газов, выделяющихся за плавку, м3, можно рассчитать по формуле

где n – коэффициент газообразования, теоретическое значение n = 1,87, с учетом выгорания загрязнений шихты может достигать n = 3,6.

Удельная интенсивность газообразования, м3/(т · ч),

Vуд = Vплt .

Em

Решение

Коэффициент газообразования примем равным 3,6. Объем газов за

45

Удельная интенсивность газообразования

Vуд =17,6 10−3 =178м3/(т · ч). 100 1

Задача 3.2. Определение максимального объема и состава газов, удаляемых из ДСП

Условие задачи

Рассчитать максимальный объем и состав газов, удаляемых из ДСП-100 в период продувки ванны кислородом с учетом подсоса воздуха через рабочее окно.

Исходные данные

Интенсивность продувки ванны кислородом составляет 0,58 м3/(т · мин), что соответствует расходу кислорода 3480 м3/ч. Печь оборудована аэродинамическими уплотнителями электродных отверстий. Расход азота для уплотнения – 1200 м3/ч. Диаметр электродных отверстий составляет 750 мм, электродов – 610 мм; рабочее окно имеет проем высотой 1200 мм, шириной 1000 мм; высота свода над уровнем порога рабочего окна составляет 1,74 м.

Методика расчета

В период продувки металла кислородом объем газов, м3/ч, отходящих из ДСП, можно определить как сумму

Vг = VCO + VCO2 + VN2 + VO2,

где VCO и VCO2 – соответственно количество CO и CO2 на выходе из рабочего пространства, м3/ч;

том количества кислорода, затраченного на химическую реакцию;

пространство.

Подсос воздуха через электродные отверстия и открытый проем рабочего окна определяется по формуле

46

Vв = 3600µFk2ρp ,

в

где µ – коэффициент расхода газа через проем, который для толстых стенок может быть принят равным 0,8;

F – площадь открытого проема рабочего окна (электродных отверстий), м2;

k – коэффициент приведения объема к нормальным условиям;

p – разрежение в отверстии (разность давлений в печи и снаружи), Па; ρв – плотность воздуха, кг/м3; при 20 °С ρв = 1,2.

При определении количества подсосанного воздуха через электродные отверстия разрежение р в отверстии принимается равным разрежению под сводом: р = рсв.

При определении подсоса через рабочее окно среднее разрежение определяется с учетом напора газа (тяги) по формуле

р = рсв – Н (ρв – ρг) · 9,81,

где рсв – давление газа под сводом, Па; Н – расстояние по вертикали от свода печи до середины открытого проема окна, м;

ρг – плотность газа в рабочем пространстве, кг/м3; при 1500 °С ρг = 0,2.

Решение

1. Объем технологических газов (CO и CO2).

При определении Vco по расходу кислорода необходимо учитывать следующие факторы:

––не весь кислород используется на окисление углерода ванны;

––часть выделившегося из ванны СО дожигается в рабочем про-

странстве до CO2.

Коэффициент использования кислорода, необходимого для окисления углерода, в среднем составляет 0,7. Остальное количество кислорода идет на окисление других элементов шихты и в газообразовании не участвует.

Дожигание CO до CO2 происходит преимущественно за счет кислорода воздуха, попадающего в печь через открытые проемы.

Всоответствии с реакцией окисления углерода

2[С] + O2 = 2CO,

47

при расходе 1 моля O2 должно образоваться 2 моля СО. С учетом коэффициента использования кислорода образуется 0,7 · 2 = 1,4 моля CO, тогда объем образующегося CO составит

VСО =1,4VO2 =1,4 3480= 4872м3/ч.

Обычно 25…65 % CO в рабочем пространстве дожигается до CO2. Пусть 25 % CO дожигается до CO2. Поскольку на 1 м3 CO образуется столько же CO2, то на выходе из рабочего пространства объемы газов составляют:

VCO = 0,75VO2 = 0,75 4872=3654м3/ч;

VCO = 0,75VO2 = 0,25 4872=1218м3/ч.

2.Количество CO и CO2, образующихся при окислении электро-

дов.

Для ДСП-100 количеством CO и CO2, образующимся при окислении электродов в период интенсивной продувки ванны кислородом (< 10 %), можно пренебречь.

3.Количество подсосанного воздуха.

При высоте свода над уровнем порога рабочего окна, равной 1,74 м, среднее разрежение в середине открытого проема рабочего окна составит

р = + 5 – (1,74 – 0,6) · (1,2 – 0,2) · 9,81 = –6,18 Па.

Подсос воздуха через рабочее окно

4. Количество кислорода для дожигания CO.

На образование 1218 м3 CO2 потребовалось кислорода воздуха в объеме

V в = 1 1218= 609 м3/ч.

О2 2

5. Количество азота и кислорода в подсосанном воздухе.

В 10 334,45 м3 воздуха содержится:

VО2 = 10 334,45 · 0,21 = 2170,23 м3/ч;

VО2 = 10 334,45 · 0,79 = 8164,22 м3/ч.

48

6. Объем образующихся газов:

Vг = 3654 + 1218 + 2170,23 – 609 + 1200 + 8164,22 = = 15 782,23 м3/ч.

7. Общее количество кислорода и азота:

VOв2 = 2170,23−609=1557,2 м3/ч;

VNв 2 =8164,22+1200=9364,22 м3/ч.

8. Состав газа:

CO – 3654 м3/ч (23 %); CO2 – 1218 м3/ч (8 %);

O2 – 1557,2 м3/ч (10 %); N2 – 9364,22 м3/ч (59 %).

Расчет не совсем полно отражает состав отходящего газа, поскольку не учитывает последующее дожигание CO в газоотводящем тракте. Степень дожигания CO до CO2 составляет в среднем 65 % (но может достигать 95 %).

Кроме того, в отходящих газах содержатся оксиды азота и цианистые соединения. Их содержание незначительно, однако из-за высокой токсичности требуется их учет.

Задача 3.3. Определение температуры газов на выходе из рабочего пространства ДСП

Условие задачи

Определить температуру газов на выходе из рабочего пространства печи, принимая, что единственным источником их нагрева является тепло, выделяющееся при горении СО.

Исходные данные

Предполагается, что единственным источником нагрева газов является CO, выделяющийся из ванны и частично догорающий в рабочем пространстве до CO2. Примем, что интенсивность образования СО составляет 4900 м3/ч, а до СО2 окисляется ~ 60 % CO.

Методика расчета

Температура газов в рабочем пространстве определяется из упрощенного уравнения теплового баланса:

49

Qг = Vг · CгT = (cCOMe ·TCOe + QCOP ) · VCOe ,

где Qг – количество физического тепла газов на выходе из рабочего пространства, кДж/ч;

cCOMe – средняя теплоемкость CO, выделившегося из ванны, кДж/(м3 · К), при температуре металла;

QCOP – теплотворная способность CO, кДж/м3.

В уравнении не учитываются ни нагрев газа электрическими дугами, ни потери тепла в рабочем пространстве.

Преобразуя это уравнение, получаем зависимость для расчета температуры газов на выходе из рабочего пространства печи:

где сг – средняя теплоемкость газа на выходе из рабочего пространства печи, кДж/(м3 · К).

Решение

Подставив исходные данные, получим

Tг = 4900 (1,48 1873+0,6 12658) =1984К =1711°C. 15802,7 1,62

Задача 3.4. Расчет экологического ущерба при производстве стали в ДСП

Условие задачи

Определить экологический ущерб от выбросов в атмосферу неочищенных газов дуговой сталеплавильной печи. Оценить предотвращенный ущерб, если коэффициент очистки газов (КОГ) от пыли составит 99 %.

Исходные данные

Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ) производит 1 млн т стали в год. Коэффициенты рассеивания и местоположения источника выбросов примем равными 1. Норматив удельного экологического ущерба от выбросов в атмосферу составляет 0,6 руб/усл. т выброса, коэффициент индексации – 2,67 (по состоянию на 2017 г.).

50