Экологическая экспертиза оценка воздействия на окружающую среду. Практикум

Удельные выбросы в окружающую среду при производстве электростали приведены в табл. 3.1.

Решение

1. Без очистки.

Удельные приведенные выбросы (см. формулу (1.7)):

Mпруд = (1,35 · 1 + 0,27 · 86,7 + 0,0016 · 66,7 + 10 · 330) · 10–3 = = 3,33 усл. т/т стали.

Удельный экологический ущерб (см. формулу (1.6)):

Ууд = 0,6 · 2,67 · 1 · 3,33 = 5,33 руб/т стали.

Годовой экологический ущерб:

Уг = 5,33 · 1 · 106 = 5,33 млн руб /год.

2. После очистки от пыли.

Удельные приведенные выбросы (см. формулу (1.7)):

Mпруд = (1,35·1+0,27·86,7+0,0016·66,7+10·(1–0,99)·330)·10–3 = =0,058усл.т/тстали.

Удельный экологический ущерб (см. формулу (1.6)):

Ууд = 0,6 · 2,67 · 1 · 0,058 = 0,093 руб/т стали.

Годовой экологический ущерб:

Уг = 0,093 · 1 · 106 = 0,093 млн руб/год.

3.Предотвращенный ущерб (см. формулу (1.15)):

У= 5,33 – 0,093 = 5,24 млн руб /год.

51

Задача 3.5. Оценка вклада потребляемой электроэнергии в выбросы ЭСПП

Условие задачи

Определить приведенные выбросы электросталеплавильного производства (ЭСПП) производительностью 1 млн т стали/год. Учесть выбросы при производстве электроэнергии.

Исходные данные

В табл. 3.2 и 3.3 приведены исходные данные для решения задачи.

Таблица 3.2

Удельные выбросы в окружающую среду при производстве электростали и их коэффициент относительной агрессивности

Значения Аi для основных загрязняющих веществ приведены в задаче 2.3.

Удельный расход электроэнергии примем равным 500 кВт·ч/т стали. Выбросы ТЭС, работающих на разных видах топлива, приведены в прил. 5.

Решение

В приведенных выбросах в атмосферу учитывается коэффициент относительной агрессивности Аi для вредного вещества i-го вида:

МСО = 1 · 106 · 1,35 · 10–3 · 1 = 1350 усл. т/год; МNОх = 1 · 106 · 0,27 · 10–3 · 86,7 = 23 409 усл. т/год;

52

МSОх = 1 · 106 · 0,0016 · 10–3 · 66,7 = 107 усл. т/год; Мпыль = 1 · 106 · 10 · 10–3 · 330 = 3 300 000 усл. т/год.

Приведенные выбросы в атмосферу:

MпрДСП = МСО + MNOx + MSOx + Мпыль = 1350 + 23 409 + 107 + + 3 300 000 = 3 324 866 усл. т/год.

Для ТЭС, работающей на мазуте, приведенные выбросы при производстве электроэнергии, необходимой для получения 1 млн т электростали, составляют

MпрТЭС =(7,4·66,7·10–6 +2,4∙86,7·10–6 +0,7∙68,3·10–6)·500·106 = = 374 735 усл. т/год.

Результаты расчета приведены в табл. 3.4.

Самостоятельная работа

Провести расчет для ТЭС, работающих на каменном угле и природном газе при прочих равных условиях. Выбросы ТЭС, работающих на разных видах топлива, приведены в прил. 5.

Задача 3.6. Оценка экологического ущерба при использовании разных технологий

Условие задачи

Сравнить удельный экологический ущерб при выплавке стали двумя способами с учетом потребляемой электроэнергии:

1)без продувки ванны кислородом;

2)с продувкой ванны кислородом.

Исходные данные

Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 3.5, выбросы ТЭС, работающей на каменном угле, – в табл. 3.6.

53

Расчет приведенной массы выброса и экологического ущерба от него выполняется в соответствии с уравнениями (1.6) – (1.8).

Норматив удельного экологического ущерба от выбросов в атмосферу составляет 0,6 руб/усл. т выброса, коэффициент индексации – 2,67 (по состоянию на 2017 г.).

При решении второй части задачи необходимо учитывать, что при продувке ванны кислородом пылеобразование увеличивается на 0,5 кг/м3 О2. В то же время уменьшается продолжительность плавки и соответственно расход электроэнергии на 5…10 кВт·ч /м3 О2. Выход годного уменьшается на 4,5…6 %.

Решение

При расходе кислорода 20 м3/т дополнительные пылевые выбросы составляют 20 · 0,5 = 10 кг/т стали: итого 10 + 10 = 20 кг/т стали (см. табл. 3.5). При КОГ, равном 99 %, выбросы после очистки составят 0,2 кг/т стали. Экономия электроэнергии 10 · 20 = 200 кВт·ч/т, следовательно, расход энергии снизится с 900 до 700 кВт·ч/т стали. Изменением других параметров пренебрегаем.

54

1. Без учета потребления электроэнергии.

Без продувки ванны кислородом:

–– приведенные выбросы до очистки:

Mпр = ΣBi Ai = (1 ∙ 1,35 + 0,3 ∙ 86,7 + 0,002 ∙ 66,7 + 330 ∙ 10) ∙ 10–3 = = 3,327 усл. т/т стали;

Уатм = 0,6 · 2,67 · 3,327 = 5,32 руб/т стали;

––приведенные выбросы после очистки:

Mпр = (1 ∙ 1,35 + 0,3 ∙ 86,7 + 0,002 ∙ 66,7 + 330 ∙ 0,1) ∙ 10–3 =

=0,06 усл. т/т стали;

Уатм = 0,6 · 2,67 · 0,06 = 0,1 руб/т стали.

С продувкой ванны кислородом:

–– приведенные выбросы до очистки:

Mпр = ΣBiAi = (1 ∙ 1,35 + 0,3 ∙ 86,7 + 0,002 ∙ 66,7 + 330 ∙ 20) ∙ 10–3 = = 6,627 усл. т/т стали;

Уатм = 0,6 · 2,67 · 6,627 = 10,60 руб/т стали;

––приведенные выбросы после очистки:

Mпр = (1 ∙ 1,35 + 0,3 ∙ 86,7 + 0,002 ∙ 66,7 + 330 ∙ 0,2) ∙ 10–3 =

=0,09 усл. т/т стали;

Уатм = 0,6 · 2,67 · 0,09 = 0,14 руб/т стали.

2. С учетом потребления электроэнергии (ТЭС работает на каменном угле).

Без продувки ванны кислородом:

Mпр = ΣBiAi = (0,6 ∙ 66,7 + 21,0 ∙ 86,7 + 1,4 ∙ 68,3) ∙ 900 · 10–6 = = 2,085 усл. т/т стали;

Уатм = 0,6 · 2,67 · 2,085 = 3,34 руб/т стали.

С продувкой ванны кислородом:

Mпр = ΣBiAi = (0,6 ∙ 66,7 + 21,0 ∙ 86,7 + 1,4 ∙ 68,3) ∙ 700 · 10–6 = = 1,622 усл. т/т стали;

Уатм = 0,6 · 2,67 · 1,622 = 2,6 руб/т стали.

55

Результаты расчета представлены в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Результаты расчета удельного экологического ущерба при выплавке стали различными способами, руб/т стали

При продувке ванны кислородом с учетом очистки газов от пыли суммарный удельный экологический ущерб окружающей среде (ДСП + ТЭС) снижается за счет уменьшения потребления электроэнергии, несмотря на увеличение пылеобразования. Предприятиям более выгодно интенсифицировать процесс выплавки стали с целью увеличения производительности, снижения удельного потребления электроэнергии (в ущерб выходу годного из-за увеличения пылеобразования), так как проблема увеличения пылевых выбросов в настоящее время в целом решена (существует достаточное количество способов их улавливания и утилизации). Экологическая выгода от интенсификации процесса выплавки электростали проявляется при совместном анализе процесса производства стали и затрат электроэнергии.

Задача 3.7. Расчет запыленности газов после очистки

Условие задачи

Оценить запыленность газов, выбрасываемых в атмосферу, после замены обычной ДСП на шахтную печь Фукс (ШПФ). Для очистки газов от пыли используются электрофильтры.

Исходные данные

Параметры технологических газов шахтной печи:

––объем влажных газов – 155 000 нм3/ч;

––объем сухих газов – 109 200 нм3/ч;

––влагосодержание газов – 0,31 кг/нм3;

––температура газов – 250 °С;

––разрежение – 200…210 мм вод. ст.

56

В табл. 3.8 приведены сравнительные значения параметров газовоздушной смеси (ГВС) перед электрофильтрами.

Таблица 3.8

Сравнительные данные параметров ГВС перед электрофильтрами печей ШПФ и ДСП

Достоинства ШПФ заключаются в том, что в шахте фильтруется пыль, в результате чего в печь возвращается 25 % образующейся пыли. Недостаток – доля мелких, субмикронных фракций возрастает на 30…40 %, что уменьшает эффективность пылеулавливания электрофильтров.

Для повышения эффективности электрофильтров влагосодержание газов доводят до 40…45 г/нм3 сухого газа.

Решение

Максимальное пылевыделение из шахтной печи:

Bпыль(ШПФ) = 155 000 · 30 = 4 650 000 г/ч = 4650 кг/ч;

Bпыль(ДСП) = 4650 · 3 3040 = 6200 кг/ч, или 155 000 · 40 = 6200 кг/ч.

Запыленность газов перед электрофильтрами:

Спыль(ШПФ) = 4650 · 10–3 / 1 550 000 = 3 г/м3; Спыль(ДСП) = 6200 ∙ 10–3/ 2 147 000 = 2,9 г/м3.

Запыленность выбрасываемых в атмосферу газов зависит от качества пыли (дисперсности) и эффективности их очистки в электрофильтрах.

Значения параметров пылегазовой смеси представлены в табл. 3.9. Результаты расчета показывают, что пылеобразование в шахтной печи уменьшается, однако в результате изменения фракционного состава эффективность электрофильтров снижается с 97 до 94 %, в результате чего остаточная запыленность выбрасываемых в атмосферу

газов увеличивается в 2 раза, со 100 до 200 мг/ м3.

57

Для снижения остаточной запыленности газов рекомендуется использование современных рукавных фильтров производительностью 450…600 тыс. м3/ч. Несмотря на большие капитальные затраты на установку таких фильтров, их использование предпочтительнее по сравнению с «мокрой» системой пылеулавливания как с точки зрения качества очистки, так и с точки зрения эксплуатации – отсутствуют проблемы «грязного» водооборотного цикла.

58

Библиографический список

Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Об охране окружающей среды» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2016).

Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Об отходах производства и потребления».

Постановление Правительства РФ от 28.09.2015 № 1029 «Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий».

Постановление Правительства РФ от 13.09.2016 № 913 (ред. от 09.12.2017) «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах». – М.: АО «Кодекс», 2018.

Глухов В.В., Лисочкина Т.В. Некрасова. Т.П. Экономические основы экологии: Учеб. – СПб.: Специальная литература, 1997. – 304 с.

Кац Л.Н. Расчеты по оборудованию и проектированию ЭСПЦ: Учеб. пособие. – М.: МИСиС, 1988. – 51 с.

Киселев А.Д., Тулуевский Ю.Н., Зинуров И.Ю. Повышение эффективности газоудаления дуговых сталеплавильных печей. – М.: Металлургия, 1992. – 112 с.

Лисин В.С., Юсфин Ю.С. Ресурсо-экологические проблемы XXI века и металлургия. – М.: Высш. шк., 1998. – 446 с.

Максименко Ю.Л., Горкина И.Д., Шаприцкий В.Н. Оценка воздействия на окружающую среду и разработка нормативов ПДВ: Справ. – М.: «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 1999. – 480 с.

Симонян Л.М., Косырев К.Л., Кочетов А.И. Оценка и пути достижения экологически чистого металлургического производства: Курс лекций. – М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. – 92 с.

Симонян Л.М., Кочетов А.И. Экологически чистая металлургия: Курс лекций. – М.: МИСиС, 2005. – 131 с.

Симонян Л.М., Семин А.Е. Технико-экологические аспекты плавки в ДСП: Курс лекций. – М.: Изд. дом МИСиС, 2011. – 154 с.

59