Oxorona_atmosfernogo_povitria / Хараев.Инженерная защита атмосферы

При хранение в помещении tпр равно 0,5 мин. При наличии средств прогрева при температуре ниже минус 50 С tпр равно 6 мин.

Продолжительность работы двигателя на холостом ходу при выезде на линию (возврате) в среднем составляет 1 мин.

2. Валовое выделение (в т/год) ЗВ от группы из N штук автомобилей рассчитывается раздельно для теплого (Т), холодного (Х) и переходного (П) периодов года по

следующий формуле:

Мт(п,х) = α · (М/к + М//к) · N · DТ (П,Х.) · 10-6, (1.21)

где α – коэффициент выпуска – отношение

количества выезжающих с территории предприятия к количеству имеющихся автомобилей данной группы;

DТ(П,Х) – количество рабочих дней в рассчитываемом периоде года (холодном, теплом, переходном).

Общее (годовое) валовое выделение ЗВ определяется

3. Максимально разовое выделение (в г/с) ЗВ автомобилей К-й группы рассчитывается для месяца с наиболее низкой среднемесячной температурой по формуле:

где tр – время разъезда автомобилей, мин.

1.1.5. Сжигание топлива в котельных

Объекты энергетики являются одними из основных антропогенных источников загрязнения атмосферы. Большие объемы отходящих газовых потоков продуктов сгорания топлива затрудняют эффективное использование аппаратов очистки. Строительство высоких дымовых труб позволяет рассеивать вредные вещества на большой территории, уменьшая приземную концентрацию ЗВ, но не снижает загрязнение атмосферы в целом [6].

При расчетах загрязнения атмосферы котельными необходимо также знать общие объемы продуктов сгорания топлива [13,14].

Расчет выбросов твердых частиц

Валовый (в т/г) и максимально разовый (в г/с) выбросы летучей золы и несгоревшего топлива от группы из m штук одновременно работающих котлов рассчитывают по формулам:

Мтв = ∑ Вi · [А: (100 - Г)] · αун · (1-ηочi ), (1.24)

Gтв = ∑ Вi · [А: (100 - Г)] · αун · (1-ηочi ), (1.25)

где Вi – расход натурального топлива i- го котла, т/г или г/с; А- зольность топлива, %; αун - доля золы в уносе;

Г – содержание горючих в уносе, %; - доля твердых частиц, улавливаемых в

золоуловителе i –го котла (принимается по результатам измерений).

21

Примечание:

Рекомендуется пересчитывать максимально разовое выделение в валовое и наоборот, используя время работы котлов.

При отсутствии эксплуатационных данных по содержанию горючих в уносе количество выбрасываемых твердых частиц определяют по формуле:

Мтв (Gтв) = ∑ 0,01 · Вi · [(αун · А + qун · (Qн :32,7)] · (1 - ηочi), (1.26)

где qун - потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива, % (для мазутных котлов qун = 0,02%);

QН – низшая теплота сгорания топлива, МДж/ кг;

32,7 – средняя теплота сгорания горючих в уносе, МДж

/ кг.

Расчет выбросов оксидов серы

Валовый (в т/г) и максимально разовый (в г/с) выбросы оксидов серы SO2 и SO3 (в пересчете на SO2) от группы из m штук одновременно работающих котлов рассчитывают по формуле:

МSOх (GSOx ) = ∑0,02 Bi S (1−ηsoxi/ ) (1−ηsoxi// ) , (1.27)

где Вi – расход топлива i-го котла твердого или жидкого, т/

год (г/с) либо газообразного, тыс.м3/год (дм3/ с = 1000 ·

м3/с);

S – содержание серы в топливе на рабочую массу, %; η/soxi – доля оксидов серы, связываемых летучей золой в

i-м котле;

η//soxi – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе i-го котла попутно с улавливанием твердых

частиц.

22

Расчет выбросов оксида углерода

Валовый (т/г) и максимально разовый (в г/с) выбросы оксида углерода от группы из m штук одновременно работающих котлов определяют по формулам:

где С*СО – выход оксида углерода при сжигании топлива твердого или жидкого, г/кг или газообразного, г/м3;

где qхим потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;

R- коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания оксида углерода. Для твердого топлива

R = 1, для газа R = 0,5, для мазута R = 0,65;

Qт – теплота сгорания топлива, МДж/кг или МДж/м3.

Значения qхим и qмехi принимают по эксплуатационным данным или по нормативам.

Расчет выбросов оксидов ванадия

Валовый (в т/г) и максимально разовый (в г/с) выбросы оксидов ванадия, в пересчете на пентоксид ванадия, от группы из m штук одновременно работающих котлов рассчитывают по формуле:

Мван (Gван) = ∑10−6 V Bi (1− xкотi ) (1−ηочi ) , (1.30)

где V – содержание оксидов ванадия в жидком топливе в

пересчете на V2O5, г/т;

хкотi – доля оседания оксидов ванадия на поверхности нагрева i – го котла;

23

ηочi – доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов i – го мазутного котла.

При отсутствии результатов анализа топлива содержание окислов ванадия определяется ориентировочно по формуле:

где S – содержание серы в мазуте, %.

Формула (1.31) справедлива при значениях S более

0,4 %.

Расчет выбросов оксидов азота

Валовый (в т/г) и максимально разовый (в г/с) выбросы суммы оксидов азота (NOх) в пересчете на диоксид азота (NO2) от группы из m штук одновременно работающих котлов производительностью более 30 т/ч или водогрейных котлов тепловой мощностью более 30 Гкал/ч

рассчитывают по формуле:

МNox (GNOx) = ∑ 0,34 · 10-4 ·ψ · Bi · QH · (1-qмех : 100) · β1· (1- ε1i · ri) · ·β2i · β3i · ε2, (1.32)

где ψ - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т условного топлива; β1 – коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов

азота качества сжигаемого топлива;

β2i – коэффициент, учитывающий влияние конструкции горелок i-го котла;

β3i – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления i – го котла;

ε1i – коэффициент, характеризующий эффективность влияния рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку i- го котла;

ε2 – коэффициент, характеризующий снижение выбросов оксидов азота при двухступенчатом сжигании;

ri - степень рециркуляции дымовых газов i- го котла, %.

24

Для котлов паропроизводительностью более 70 т/ч коэффициент ψ при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также при высокотемпературном сжигании твердого топлива с нагрузкой выше 75%

где θ, θф – номинальная и фактическая производительность котла, т/ч.

Для котлов паропроизводительностью менее 70 т/ч

где πт – содержание азота в топливе, %.

При одновременном сжигании в топках двух видов топлива коэффициент β1 определяется как средневзвешенное значение по топливу. Так для двух видов топлива:

коэффициентов и расходам каждого вида топлива на котел. При нагрузках меньше номинальной, коэффициент ε1 умножается на коэффициент f, зависящий от

производительности котла.

В случае необходимости экспресс оценки выделения выбросов ЗВ следует использовать методику ориентировочного расчета [16], основанную на методике [6]. Тогда валовое выделение (в т/г) рассчитывается по формуле (1.11), в которую входят:

g*i _ удельное выделение ЗВ i – го котла, г/кг; кг/т или кг/1000 м3;

Р – расход топлива в i – м котле за год; кг/год или

м3/год.

Удельный показатель g* имеет следующие значения:

25

Объемы продуктов сгорания и воздуха

При горении – химическом взаимодействии топлива с атмосферным кислородом – образуются газообразные вещества. Объемы воздуха, необходимого для горения, продуктов сгорания рассчитывают на 1 кг твердого и жидкого, или на 1 м3 газообразного топлива задается в процентах: твердого – по массе, а газообразного – по объему [13]. Принято использовать следующие обозначения.

C, H, O, N, S, A, W – процентное содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы, золы и влаги соответственно в рабочей массе твердого топлива, причем их сумма равна 100%.

CH4, CmHn, N, H2S. O, CO, H – процентное содержание метана, предельных углеводородов, азота,

26

диоксида углерода, сероводорода, кислорода, оксида углерода, водорода соответственно в 1 м3 сухого газообразного топлива, причем их сумма равна 100%.

Расчетные характеристики видов топлива следует принимать по действующим нормативам, например по методу [14].

Теоретический объем воздуха, необходимого для горения, определяют по формулам:

для твердого и жидкого топлива (в м3 / кг)

V0 = 0,0889 · (C + 0,375 · S) + 0, 265 · H – 0,0333 · O; (1.37)

V*H2O = 0,111 · H + 0,0124 · W + 0,0161 · V0, (1.42)

для природного газа (в м3 /м3)

V*RO2 = 0,01 · (∑m· CmHn+СО2 + СО + Н2О);

V*N = 0,79 · V0 + 0,01 · N;

V*H2O = 0,01 · (∑0,5·n· CmHn + H2S +Н+0,124 ·dr +1,61·V0, (1.42)

где dr – влагосодержание газоборазного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа, г/м3; при расчетной температуре 10 0С принимают dr = 10 г/м3.

27

Расход газов (в м3/с), поступающих в дымовую

трубу, при рабочих условиях рассчитывают по формуле: Vатм = B · 10-3 · [V*∑+ (ζух - 1) · V0] · [Tух + 273] : 273,

(1.46)

где В – общий расход топлива котлов, г/с или дм3/с; ζух – коэффициент избытка воздуха перед дымовой

трубой;

Tух – температура газов в устье дымовой трубы, 0С.

1.2. Учет наличия и эффективности улавливающих устройств, оседания и налипания

аэрозолей

Выделившиеся в технологическом процессе загрязняющее вещества поступают в атмосферу без изменения количества и качества только на открытых производственных площадках. При выделении ЗВ в производственных помещениях с выбросом в атмосферу через вентиляционные каналы организованных стационарных источников состав и количество ЗВ могут изменяться по следующим причинам [10]:

•вентиляционная система оснащена системой улавливания определенных ЗВ;

•наиболее крупные частицы аэрозоля оседают внутри производственного помещения, оснащенного недостаточно мощной вытяжной вентсистемой;

•частицы аэрозоля и особенно крупнодисперсной пыли налипают на внутренние стенки воздуховодов ;

•пары конденсируются на холодных стенках воздуховодов;

выполняет роль динамического пылеуловителя; 28

•за время прохождения по каналам

В отдельных случаях достаточно распространенные простые устройства очистки лишь создают иллюзию

краски и паров органических растворителей. Однако улавливание с помощью воды эффективно только для аэрозоля. Компоненты растворителей такие, как ацетон, спирты и другие, растворяются в воде, хорошо

1.Количество 3В, поступающих в атмосферу от производственного участка при наличии в вентиляционной системе очистных устройств, определяется по уравнениям:

Валовый выброс

Примечание .

1.В расчетах используются минимальное

значение ηоч из приведенного в справочнике диапазона характерных значений.

2.При непостоянной работе очистных устройств для дальнейших расчетов рассеивания 3В атмосфере и последующего анализа используются оба значения.

30

2.Количество ЗВ, поступающих в атмосферу от производственного участка с учетом оседания аэрозоля в помещении и на внутренних стенках воздуховодов:

Валовый выброс

Матм= Мвыд (1-χос\102)·(1-χ"нл\102), (1.49)

или

Примечание. При расчетах выбросов в атмосферу 3В от участков через систему вентиляции оседание в помещении не учитывается.

Максимально разовый выброс:

31

участков электрохимических покрытий рекомендуется [9]

1.3. Установление нормативов ПДВ (ВСВ)

Работа по установлению нормативов ПДВ начинается с инвентаризации выбросов загрязняющих веществ - систематизации сведений о распределении источников на территории, количестве и составе выбросов [3,5]. При разработке и оформлении проекта нормативов ПДВ руководствуются рекомендациями Госкомгидромета

[17]и ГОСТ 17.2.3.02. – 78 [18].

Вслучаях, когда расчеты показывают (например, с

учетом существующего фона) превышения ПДК в контрольных точках при существующих выбросах, которые по ряду объективных причин не могут быть снижены предприятием в короткий срок, вводится поэтапное снижение выбросов ЗВ до значений, обеспечивающих соблюдение ПДВ, а до этого момента устанавливается норматив временно согласованного выброса (ВСВ).

Проект нормативов ПДВ (ВСВ) согласовывается с местными органами Госсанэпидназора, Госкомгидромета,

32

Государственной инспекции по охране атмосферного воздуха, Минприроды, при наличии, утверждаются руководителем вышестоящего хозяйственного органа.

На основании утвержденных нормативов ПДВ (ВСВ) выдается разрешение на выброс загрязняющих веществ в атмосферу, взымается плата в установленном порядке, а также разрабатывается экологический паспорт предприятия [19].

33

Соблюдение установленных нормативов контролируется самим предприятием – ведомственный контроль (с возможным привлечением сторонней специализированной организации), а также органами Госсанэпидназора, Государственной инспекции по охране атмосферного воздуха и Минприроды – государственный контроль [18,20].

1.3.1. Рассеивание загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферу организованным точечным источником.

Способ расчета основан на законах турбулентной диффузии, учитывающих состояние атмосферы, расположение предприятия, характер местности, физические свойства выбросов, параметры источника выброса и т.д. [21, 22]. Согласно указанием ОНД – 86 [4] для случая загрязнения атмосферы выбросами одиночного точечного источника расчет выполняется с использованием следующих зависимостей.

1.3.1.1. Максимальное значение приземной (в двухметровом слое над поверхностью земли) концентрации газовоздушной смеси См (в мг/м3) из одиночного источника с круглым устьем (см. рис. 1.2) достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм (м) от источника и определяется по формуле:

где А- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (см. табл. 1.1);

М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, (см.

34

далее п. 1.3.1.3.);

m и n – коэффициенты учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, (см.

далее п. 1.3.1.5.);

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м; η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1

км, η= 1;

V1- расход газовоздушной смеси, м3 / с (см. далее п. 1.3.1.2.)

Т – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, 0С.

Примечания:

1.В случае, так называемых «холодных выбросов» ( Т≈0) и для «предельно малых

опасных скоростей ветра» расчет См производится по иным формулам, являющимся частными случаями общей формулы и

приведенным в алгоритме расчета См на рис. 1.6.

2.Для ускорения и упрощения расчетов приземных концентраций на предприятии рассматриваются лишь те из выбрасываемых вредных веществ для которых

Здесь МΣ - суммарное значение выброса от всех источников предприятия при наиболее неблагоприятных условиях, включая вентиляционные источники и

неорганизованные выбросы, г/с; Н/ - средневзвешенная по предприятию высота источников выброса, м [4].

При расчете выбросов одиночного точечного источника МΣ= М, а Н/ = Н.

Значения коэффициента А, соответствующие неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна [4].

Таблица 1.1

где D – диаметр устья выброса, м;

ω0 – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

В случае выброса газовоздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) в расчетах принимается D=Dэ(м),

где Dэ – эффективный диаметр устья, определяемый по формуле:

где L – длина устья, м; b – ширина устья, м.

1.3.1.3. Значение безразмерного коэффициента F принимается:

- для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) = 1;

- для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных в предыдущем пункте) выбирают из условий:

1.3.1.4. При определении значения ∆Т (0С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (0С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СниП 2.01.01. – 82 [15], а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг (0С) – по действующим для данного производства технологическим нормативам.

1.3.1.5. Значения коэффициентов m и n рассчитываются в зависимости от параметров f, VМ , VМ/ и

Алгоритм расчетов m и n приведен на рис. 1.5.

1.3.1.6. Расстояние Хм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных метрологических условиях достигает максимального значения См, вычисляется по формуле:

Хм = 0,25 · (5 - F) · d · H, (1.63)

где безразмерный коэффициент d находится по алгоритму, приведенному на рис. 1.6.

1.3.1.7.Значение опасной скорости Uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигает наибольшее значение приземной

концентрации вредных веществ См , определяется по алгоритму, приведенному на рис. 1.7.

1.3.1.8.Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества Сми (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости

ветра U (м/с) , отличающейся от опасной скорости ветра Uм (м/с):

где r – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения U/UМ по алгоритму, приведенному на рис. 1.8.

Примечание:

При проведении расчетов не используются значения скорости ветра U < 0,5 м/с, а также скорости ветра U > U*, где U* - значение скорости ветра, превышаемое для данной местности при среднем многолетнем режиме в 5% случаев.

1.3.1.9. Расстояние от источника выбросов Хми (м), на котором при скорости ветра U и неблагоприятных

38

метеорологических условиях достигает максимального

значения Сми (мг/м3):

Хми = р · Хм , (1.65)

где р – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения U/Uм по алгоритму, приведенному на рис. 1.8.

1.3.1.10. При опасной скорости ветра U приземная концентрация вредных веществ С (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х (м) от источника выброса (см. рис. 1.3.) находится по формуле:

С = S1 · См , (1.66)

где S1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Хм и коэффициента F по алгоритму, приведенному на рис. 1.9.

39