Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические аспекты бережливых производств. Учебно-методическое пособие
.pdf
Выбросы СО:
Псо=1,25×20000 × 0,0035 × 273/(273+190) = 51,59 кг/ч.
Выбросы углеводородов:
Пув = 20000 × 77,68 × 10–6 = 1,55 кг/ч.
Выбросы оксидов азота:
П
= 20000 × 140,6 × 10–6 = 2,81 кг/ч.
NOx
Выбросы катализаторной пыли:
Пп = 30 × 0,53 = 15,9 кг/ч.
Кратность циркуляции катализатора:
N= 60/30 = 2.
Для расчета выбросов диоксида серы определяют количество
кокса, выгоревшего с поверхности катализатора:
Вк = 2 × 30 × (0,011–0,0009) ·103 = 606 кг/ч.
Выбросы диоксида серы:
П
= 2,4 ×606 ×0,005 = 7,27 кг/ч.
SO2
Приведенную массу годового выброса ( ) рассчитывают по формуле (2.21):
= 51,59 × 8,76 ×
+ 15,9 × 8,76
+ 1,55 × 8,76 ×
+ 7,27 × 8,76 ×
+ 2,81 × 8,76 ×
= 794,97 усл.т/год.
+
Укрупненную оценку ущерба от загрязнения атмосферы рассчитывают по формуле (2.20):
У
= 80 × 4 × 794,97 = 254390,40 руб./год.
атм
41
Вывод. При регенерации 60 т шарикового катализатора на уста-
№
вар.
G,
т/ч
V воз-
духа,
м3/ч
Sс,
масc.
доли
М
Содержание кокса
на катализаторе,
масс. доли
Т га-
зов, оС
σ
С1 С
2
1
32,0
20 000
0,58
66
1,15
0,15
195
4,1
2
33,6
18 000
0,60
70
1,30
0,20
197
4,2
3
35,0
18 000
0,65
72
1,35
0,25
200
4,3
4
37,6
18 000
0,70
76
1,40
0,30
205
4,4
5
39,0
20 000
0,75
80
1,50
0,27
197
4.5
6
41,3
22 000
0,80
84
1,60
0,29
190
4,4
7
43,0
25 000
0,85
88
1,65
0,24
195
4,3
8
45,5
27 000
0,90
92
1,70
0,31
205
4,2
9
47,0
29 000
0,95
96
1,75
0,24
200
4,1
10
50,0
30 000
1,00
100
1,80
0,25
197
4,0
11
46,4
20 000
0,80
110
1,65
0,2
195
4,1
12
27,5
22 000
0,28
55
1,41
0,15
190
4,2
13
29,0
29 000
0,91
75
1,33
0,80
200
4,3
14
47,0
30 000
0,86
97
1,34
0,15
205
4,4
15
18,0
30 000
0,88
50
1,38
0,20
190
4,5
16
31,5
16 000
0,33
61
1,78
0,28
197
4,4
17
22,5
25 000
0,98
15
1,55
0,55
205
4,3
18
55,0
18 000
0,70
66
1,60
0,27
200
4,2
19
35,5
30 000
0,18
66
1,71
0,71
195
4,1
20
40,5
30 000
0,22
51
1,10
0,09
190
4,0
21
55,0
30 000
0,22
48
1,10
0,08
205
4,1
новке каталитического крекинга, производительностью 30 т/ч, выбросы
вредных веществ составляют 794,97 усл. т/год. Ущерб от загрязнения
атмосферы составляет 254390,40 руб./год.
Варианты заданий приведены в табл. 2.18.
Таблица 2.18
Варианты заданий
2.2.3. Расчет экологического ущерба от загрязнения атмосферы
Вид выбросов
ПДК, мг/м
3
Сажа
0.05
Пыль нетоксичная
0.1
Салициловой кислоты амид
0.0014
выбросами сажи котельной предприятия
Выбросы сажи и пыли в атмосферу являются причиной раздражающего действия на кожные покровы и слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Кроме того, частицы сажи препятствуют естественным процессам самоочищения атмосферы, снижают прозрачность атмосферы, в том числе для ультрафиолетовой радиации, обладающей
бактерицидными свойствами.
Санитарно-эпидемиологическими органами установлены нормы
предельно допустимых концентраций (ПДК) различных веществ в атмосферном воздухе населенных мест, некоторые из которых приведены
в табл. 2.19.
Таблица 2.19
Предельно допустимые концентрации
Степень загрязнения атмосферного воздуха также зависит от высоты выброса. При ветровом потоке воздуха, направленном на здание,
над крышей и за зданием создается область пониженного давления,
называемая зоной аэродинамической тени. Внутри этой зоны возникает
циркуляция воздуха, в результате в зону вовлекаются пыль и газовые
сбросы. Поэтому все организованные выбросы должны направляться
выше этой зоны. При этом концентрации вредных веществ могут быть
уменьшены до 6 раз.
Методика расчета основана на определении экологической оценки
ущерба, причиняемого выбросами сажи в атмосферу:
YA = γ × σр × f× M, (2.24)
где γ – удельный экологический ущерб от выброса 1 т вредных веществ в атмосферу;
σр – расчетный показатель, характеризующий относительную
опасность загрязнения атмосферного воздуха;
43
f – коэффициент, учитывающий характер рассеивания сажи в атмосфере;
M – приведенная масса годового выброса сажи в атмосферу.
Показатель σр определяют по формуле
σ
σр
об
(2.25)
где Si – площадь загрязнения определенной территории, км;
σi – показатель относительной опасности загрязнения атмосферы
в зависимости от территории (для предприятий σ =4, населенного
пункта и леса σ= 8);
S
– общая площадь зоны загрязнения, км.
об.
Коэффициент рассеивания f рассчитывают по формуле
f
, (2.26)
где – поправка на тепловой объем факела выброса;
h – высота трубы котельной;
V – среднегодовой модуль скорости ветра.
Поправку на тепловой объем факела выброса находят по формуле
(2.27)
где – среднегодовое значение разности температур в устье источника
и окружающей среде, °С:
. (2.28)
Показатель относительной опасности определяют по формуле
Асажи =
(2.29)
Приведенная масса годового выброса сажи в атмосферу находят
по формуле
М = Асажи×Gc (2.30)
где Gc – фактический выброс сажи.
44
При оценке экологического ущерба от загрязнения атмосферы выбросами котельной (сажа) предложить варианты по защите и уменьшению количества выбросов сажи в атмосферу.
Пример решения задачи
Задание. Оценить экологический ущерб от загрязнения атмосферы выбросами котельной и предложить варианты по защите
и уменьшению количества выбросов сажи в атмосферу.
Исходные данные:
– среднегодовая температура наружного воздуха tн = –5 °C;
– среднегодовая температура выбрасываемой газовоздушной
смеси tсм = 200 °C;
– высота трубы котельной h = 15 м;
– фактический выброс сажи Gc = 18,3 т/год;
– среднегодовой модуль скорости ветра V = 0,585 м/с;
– общая зона загрязнения S
= 20 км2 из них, территория пред-
об.
приятия Sпр = 40 %, населенный пункт Sнп = 40 %, лес Sл = 20 %;
– удельный экологический ущерб от выброса 1т вредных веществ
в атмосферу γ =192 руб./усл. т.
Решение. Предварительно рассчитывают площади загрязнения
определенной территории (предприятия, населенного пункта, леса)
с учетом общей площади зоны загрязнения:
S
= 0,4S
1
S
= 0,4 S
2
S
= 0,2 S
3
= 0,420 = 8 км,
об.
= 0,420 = 8 км,
об.
= 0,220 = 4 км.
об.
Тогда расчетный показатель σр, характеризующий относительную опасность загрязнения атмосферного воздуха (2.25):
σр =
= 6,4 км.
Среднегодовое значение разности температур Δ T в устье источника и окружающей среде (2.28):
°C.
45
Поправка на тепловой объем факела выброса (2.27):
№
tн,
о
C
tсм,
о
C
h, м Gc,
т/год
V, м/с
Sоб
км2
Территория
Sпр, %
Sнп, %
Sл, %
1
–5
190
17
15,3
0,585
19
40
50
10
2
–1
200
10
10,5
0,441
30
50
20
30
3
–6
198
13
16,8
0,550
18
30
40
30
4
–2
212
19
24,4
0,560
22
45
25
30
5
–3
196
18
19,3
0,570
34
55
40
5
Коэффициент f, учитывающий характер рассеивания сажи в атмосфере (2.26):
Показатель относительной опасности (2.29):
Тогда приведенная масса годового выброса сажи в атмосферу (2.30):
.
.
М= .
Экологический ущерб, причиняемый выбросами загрязняющих
веществ в атмосферу, составляет (2.24):
Вывод. Экологический ущерб, причиняемый выбросами в атмо-
сферу 18,3 т/год сажи, составляет
Варианты заданий приведены в табл. 2.20.
Варианты заданий
Таблица 2.20
46
Окончание табл. 2.20
№
tн,
о
C
tсм,
о
C
h, м Gc,
т/год
V, м/с
Sоб
км2
Территория
6
–1
195
12
17,5
0,580
28
40
30
30
7
–2
203
14
17,0
0,545
36
45
45
10
8
–4
207
15
14,2
0,590
26
50
30
20
9
–1
210
11
13,1
0,550
24
35
40
25
10
–5
192
10
12,9
0,595
32
45
20
35
11
–4
202
20
22,3
0,499
40
45
40
15
12
–2
205
16
18,9
0,602
29
45
35
20
13
–5
213
17
11,4
0,562
20
50
25
25
14
–3
191
18
23,4
0,450
38
35
55
10
15
–1
204
19
21,9
0,479
22
50
40
10
16
–5
208
20
22,5
0,548
28
40
35
25
17
–4
201
12
12,0
0,620
30
50
35
15
18
–2
194
21
16,2
0,504
18
35
50
15
19
–5
197
15
23,5
0,571
24
40
45
15
20
–7
199
16
13,7
0,578
26
35
45
20
21
–6
193
19
20,3
0,568
32
45
30
25
22
–4
209
13
15,6
0,545
34
35
35
30
23
–3
211
21
21,5
0,587
20
40
55
5
24
–7
206
11
14,7
0,485
24
50
15
35
3. З А Г Р Я З Н Е Н И Е П Р И Р О Д Н Ы Х В О Д
П Р Е Д П Р И Я Т И Я МИ Н Е Ф Т Е Х И М И Ч Е С К О Й
П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т И
Для использования в химической и нефтехимической промышленности пригодны в основном пресные воды. Источниками пресной воды
могут служить реки, водохранилища, озера, подземные воды. Происходят потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек,
обусловленные в основном вырубкой лесов, распашки лугов и т. д. Дефицит чистой пресной воды также обусловлен загрязнением природных вод. Обычно выделяют:
– химическое загрязнение – за счет увеличения содержания в ней
вредных неорганических и органических примесей;
– физическое загрязнение – определяется тепловыми, механическими и радиоактивными примесями;
– биологическое загрязнение – за счет увеличения несвойственных ей микроорганизмов, растений, бактерий, принесенных извне.
Химические предприятия потребляют большое количество
воды. Она используется в производственном цикле, на вспомогательных участках, для бытовых целей. Вода может быть реагентом или
средой для проведения химических реакций, охлаждающим агентом
в теплообменной аппаратуре, ее используют для мытья полов, оборудования. Взаимодействуя с химическими веществами в технологическом цикле, вода, в конечном счете, «обогащается» ими и превращается в сточную воду.
Сточные воды – это воды, загрязненные производственными отходами и удаляемые с промышленных предприятий системами канализации. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая
в значительных количествах в водоемы или скапливаясь в почве, могут
быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоемов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и других населенных мест.
Сточные воды, образующиеся на предприятиях химической
и нефтехимической промышленности, можно классифицировать по
ряду признаков:
48
– по физическим свойствам (например, по температуре кипения);
– по степени агрессивности (слабоагрессивные, сильноагрессивные, неагрессивные);
– по химическому составу (промышленные, условно-чистые, хозяйственно-бытовые, ливневые).
Для отведения сточных вод от мест их образования существуют
специальные канализационные сети. Режим поступления производственных сточных вод во внутрицеховую канализационную сеть определяется технологическими процессами. На предприятии существуют
различные цеха. Таким образом, сточные воды предприятия имеют неодинаковый состав. Загрязненные воды должны быть подвергнуты
очистке на специальных сооружениях.
Имеется несколько путей уменьшения количества загрязненных
сточных вод:
– разработка и внедрение безводных и маловодных технологических процессов;
– усовершенствование существующих процессов;
– разработка и внедрение совершенного оборудования;
– внедрение аппаратов воздушного охлаждения;
– повторное использование очищенных сточных вод в оборотных
и замкнутых системах.
Внедрение оборотных и замкнутых систем водоснабжения пред-
приятия является наиболее перспективным и на практике применяется
во всех отраслях промышленности, что способствует уменьшению потребления свежей воды (в 10–50 раз) и, как следствие, уменьшению
сточных вод предприятия. При оборотном водоснабжении следует
предусмотреть необходимую очистку сточной воды, охлаждение, обработку и повторное ее использование. При оборотном водоснабжении
значительно уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты.
Оборотную воду в основном используют в теплообменной аппаратуре
для отведения избыточного тепла.
Создание замкнутых систем водного хозяйства является основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязнения водоемов. Под замкнутой системой промышленного предприятия понимается система, в которой вода используется в производстве многократно
без очистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем. Замкнутые
системы водного хозяйства следует вводить на вновь строящихся предприятиях и на действующих, подлежащих реконструкции. Современные
49
технологии и техника очистки обеспечивают получение воды по существу любой заданной степени чистоты из любой сточной воды.
Для достижения наилучших технико-экономических показателей
при создании замкнутых систем водоснабжения на химических предприятиях должны также прорабатываться следующие вопросы:
– максимальное внедрение воздушного охлаждения вместо водяного;
– многократное (каскадное) использование воды в технологических процессах, в том числе и с целью получения наименьшего объема
загрязненных сточных вод, для обезвреживания которых можно подобрать эффективные локальные методы очистки;
– регенерация отработанных кислот, щелочных и солевых технологических растворов с использованием извлекаемых продуктов в качестве вторичного сырья.
3 . 1 . Р а с ч е т у к р у п н е н н о й о ц е н к и у щ е р б а
от з а г р я з н е н и я с т о ч н ы м и в о д а м и в о д о е м о в
Основой при расчете экономической эффективности методов
очистки сточных вод, сбрасываемых в водоемы, является ущерб окружающей среде, который удалось предотвратить применением этих методов.
Потенциальный ущерб, причиняемый водоему при сбросе неочищенных сточных вод, определяется по формуле
Уп = [(Q N 1) / 106] У, (3.1)
где Q – расход сточных вод, м3/сут.;
N – число рабочих дней в году;
У – удельный показатель предотвращенного ущерба, наносимого
водоему сточными водами (1 млн м3 сточных вод в год), руб.
Коэффициенты кратности разбавления неочищенного стока определяются по формулам
1 = С1 / ПДКм, (3.2)
2 = С2 / ПДКм, (3.3)
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]