Расчет выбросов от предприятия по производству керамических кувшинов

Размещено на http://www.allbest.ru

Задание на выполнение курсовой работы

1. Рассчитать образование загрязняющих веществ данного предприятия в местах их получения.

2. Рассчитать рассеивание загрязняющих веществ от точечного источника выбросов предприятия.



Содержание

Введение

1. Расчет образования загрязняющих веществ

1.1 Расчет выбросов от неорганизованных источников

1.1.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников

1.1.2 Расчет выбросов при пересыпке пылящих материалов

1.1.3 Расчет выбросов при складировании пылящих материалов

1.1.4 Расчет выбросов пыли с ленточных конвейеров

1.2 Расчет выбросов от организованных источников

1.2.1 Расчет выбросов пыли от дробильных установок

1.2.2 Расчет выбросов при нанесении лакокрасочных материалов

1.2.3 Расчет выбросов от механической обработки материала (шлифовки)

1.2.4 Расчет выбросов загрязняющих веществ от туннельной печи

2. Расчет рассеивания загрязняющих веществ от точечного источника выбросов в атмосферу

2.1 Расчет максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ

2.2 Расчет расстояния, на котором наблюдается максимальная приземная концентрация

2.3 Расчет опасной скорости ветра

2.4 Расчет приземных концентраций при неблагоприятных метеорологических условиях

2.5 Расчет приземной концентрации вредных веществ в атмосфере на различных расстояниях от источника выброса

2.6 Расчет приземной концентрации загрязняющих веществ с учетом фоновой концентрация вредных веществ в атмосфере

2.7 Расчет приземной концентрации загрязняющих веществ в долях ПДК

3. Твердые производственные отходы предприятия

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Промышленные предприятия следует рассматривать как источники комплексного и концентрированного воздействия на окружающую среду, прежде всего через гидросферу, литосферу и атмосферу. Последствия такого воздействия нередко проявляются на значительном удалении от источников.

Для написания процессов рассеивания примесей в атмосфере, определения поля их концентрации используют два альтернативных подхода:

1) Первый подход основан на решении полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии, с использованием градиентной теории переноса (перенос вещества пропорционален градиенту его концентрации), называемой так же К - теорией.

2) Второй подход базируется на статической модели, предполагая наличие закона распределения (распределения Гаусса) концентрации в газовом облаке.

Наиболее известными модели рассеивания, доведенными до расчетных методик, являются:

· Модель, разработанная в Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова ( ГГО) ( является основой общероссийского нормативного документа ОНД- 86);

· Модель Института экспериментальной метрологии (ИЭМ);

· модель Паскуилла- Гиффорда (основа методик МАГАТЭ).

Две первые методики являются комбинированными и используют с разными подходами градиентную и гауссову теории. Методика ГГО (ОНД- 86) базируется на численных и аналитических решениях основного уравнения турбулентной диффузии примеси. Посредством этой методики определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-минутному интервалу осреднения. В качестве критериев допустимости параметров выброса используют значения ориентировочно безопасных уровней загрязнения воздуха (ОБУВ) в порядке, установленном Министерством Здравоохранения России.

Регламентирование выбросов вредных веществ в атмосферу через те или иные источники осуществляется на основе установления предельно - допустимых выбросов (ПДВ). Для того, чтобы регламентировать выбросы, следует сначала определить максимально возможную концентрацию вредных веществ (с_м ) и расстояние (х_м ) от источника выброса, где эта концентрация возникает.

Настоящие нормы устанавливают методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий.

Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухмерном слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим значением концентрации, соответствующим условиям, в том числе опасной скорости ветра. Нормы не распространятся на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях от источников выброса.

Расчет концентраций вредных веществ, претерпевающих полностью или частично химические превращения (трансформацию) в более вредные вещества, проводятся по каждому исходному и образующемуся веществу отдельно. При этом мощность источников для каждого вещества устанавливаются с учетом максимально возможной трансформации исходных веществ в более токсичные. Степени указанной трансформации устанавливаются по согласованию с Гомкомгидрометом и Минздравом России.



1. Расчет образования загрязняющих веществ

1.1 Расчет выбросов от неорганизованных источников

1.1.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников

На территории базы дорожной техники к передвижным источникам относятся:

- легковые и грузовые автомобили, автобусы, специальные автомобили (автобетономешалки, цементовозы, битумовозы, поливомоечные, уборочные, снегоочистительные и т. п.),

- дорожно-строительные машины (тракторы, автогрейдеры, экскаваторы, асфальто-укладчики, катки, корчеватели, бульдозеры, фрезы и т.п.).

Расчет валовых и максимально разовых выбросов от всех групп автомобилей проводится в соответствии с действующей методикой [1].

Расчет выбросов от дорожно-строительных машин (ДМ) проводится по основным загрязняющим веществам, содержащимся в отработавших газах дизельных и пусковых бензиновых двигателей: углерода оксид (СО), углеводороды (СН), азота оксид (в пересчете на NO₂), твердые частицы (сажа - С), ангидрид сернистый (серы диоксид - SO₂), свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец).

Все рассматриваемые в данном разделе ДМ условно разбиты на категории в зависимости от номинальной мощности установленного дизельного двигателя. Запуск дизельных двигателей, установленных на ДМ (кроме 1-й категории), часто производится с помощью пусковых 2-х тактных бензиновых двигателей или пусковых установок с 4-х тактными бензиновыми двигателями. На их долю приходится значительная часть суммарных вредных выбросов за период запуска, прогрева и выезда машин с территории предприятия.

Выброс i-го вещества одной машины к-й группы в день при выезде с территории предприятия M'_ik, и возврате M''_ik рассчитывается по формулам:

M'_ik = (m_nik · t_n + m_npik · t_пр + m_gвik · t_gв1 + m_xxik · t_xxl) 10^-6, т

M''_ik = (m_вik · t_gв2 + m_xxik · t_xxl2)10^-6, т

где m_nik - удельный выброс i-го вещества пусковым двигателем, г/мин;

m_npik - удельный выброс i-го вещества при прогреве двигателя машины к-й группы, г/мин;

m_gвik - удельный выброс i-го вещества при движении машины к-й группы по территории с условно постоянной скоростью, г/мин;

m_xxik - удельный выброс i-го компонента при работе двигателя на холостом ходу, г/мин:

t_n, t_пр - время работы пускового двигателя и прогрева двигателя, мин;

t_gв1, t_gв2 - время движения машины по территории при выезде и возврате, мин;

t_хx1, t_xx2 - время работы двигателя на холостом ходу при выезде и возврате = 1 мин.

Значения m_nik, m_npik, m_gвik и m_xxik приведены в таблицах 1 - 4. Приведенные в таблицах данные получены на основе статистической обработки результатов фактических измерений выбросов двигателей внутреннего сгорания и отражают категорию двигателя по мощности, а также учитывают температурные условия, характеризующие различные времена года.

Периоды года (холодный, теплый, переходный) условно определяются по величине среднемесячной температуры. Месяцы, в которых среднемесячная температура ниже -5°С, относятся к холодному периоду, месяцы со среднемесячной температурой выше +5°С - к теплому периоду и с температурой от -5°С до +5°С - к переходному. Для предприятий, находящихся в разных климатических зонах, продолжительность условных периодов будет разной. Влияние периода года учитывается только для выезжающей техники, хранящейся при температуре окружающей среды.

Расчет выбросов для ДМ, хранящихся на закрытых отапливаемых стоянках, производится по показателям, характеризующим теплый период года, для всего расчетного периода.

Время пуска дизельного двигателя с помощью пусковых двигателей и установок t_n также зависит or температуры окружающей среды и принимается по таблице 5.

Время, затрачиваемое ДМ при движении по территории предприятия t_gв, определяется путем деления пути, проходимого машиной от центра площадки, выделенной для стоянки данной группы машин, до выездных ворот (при выезде) и от въездных ворот до центра стоянки (при возврате) на среднюю скорость движения по территории предприятия. Средние скорости при въезде и выезде приведены в таблице 6.

Валовый годовой выброс i-го вещества ДМ рассчитывается для каждого периода года по формуле:

т/год

где D_фк - суммарное количество дней работы ДМ к-й группы в расчетный период года;

D_фк = D_p · N_k ,

где Dp - количество рабочих дней в расчетном периоде;

N_k - среднее количество ДМ к-й группы, ежедневно выходящих на линию.

Количество рабочих дней в расчетном периоде зависит от режима работы предприятий и длительности периодов со средней температурой ниже -5°С, от -5°С до 5°С, выше 5°С. Длительность расчетных периодов для каждого региона и среднемесячная температура принимается по Справочнику по климату

Для определения общего валового выброса M°_i валовые выбросы одноименных веществ по периодам года суммируются:

M°_i = M^т_i + M^т_i + M^т_i, т/год

Максимально разовый выброс i-го вещества G_i рассчитывается для каждого месяца по формуле:

где t_xx - время работы двигателя на холостом ходу при выезде и возврате (в среднем составляет 1 мин.);

N'_k - наибольшее количество ДМ, выезжающих со стоянки в течение одного часа.

Величина t_пp практически одинакова для различных категорий машин, но существенно изменяется в зависимости от температуры воздуха (таблица 7).

Общие валовые и максимально разовые выбросы от передвижных источников определяются суммированием выбросов одноименных загрязняющих веществ от всех групп автомобилей и дорожно-строительных машин. выброс загрязняющий выброс концентрация



Таблица 1 - Удельные выбросы загрязняющих веществ пусковыми двигателями и установками при пуске дизельных двигателей на ДМ (m_nik)

Категория	Номинальная мощность	Удельные выбросы загрязняющих веществ, г/мин
машин	дизельного двигателя, кВт	СО	СН	NO2	SO2	Рbx
1xx	до 20	-	-	-	-	-
2	21-35	18,3	4,7	0,?	0,023	0,0064
3	36-60	23,3	5,8	1,2	0,029	0,0082
4	61-100	25,0	2,1	1,?	0,042	0,0120
5	101-160	35,0	2,9	3,4	0,058	0,0160
6	161-260	57,0	4,7	4,5	0,095	0,0270
7	свыше 260	90,0	7,5	7,0	0,150	0,0420

х - Расчет выбросов соединений свинца приводится только в случае использования этилированного бензина;

хх - I категория машин осуществляет пуск дизельного двигателя электростартером, который не дает никаких выбросов.

Таблица 2 - Удельные выбросы загрязняющих веществ ДМ в процессе прогрева (m_npik)

Категория	Удельный выброс загрязняющих веществ, г/мин
машин	СО	СН	NO2	С	SO2
	Периоды года
	теплый	холодный	теплый	холодный	теплый	холодный	теплый	холодный	теплый	холодный
1	0,5	1,0	0,06	0,16	0,09	0,14	0,01	0,06	0,018	0,022
5	0,8	1,6	0,11	0,29	0,17	0,26	0,02	0,12	0,034	0,042
3	1,4	2,8	0,18	0,47	0,29	0,44	0,04	0,24	0,058	0,072
4	2,4	4,8	0,30	0,78	0,48	0,72	0,06	0,36	0,097	0,120
5	3,9	7,8	0,49	1,27	0,78	1,17	0,10	0,60	0,16	0,200
6	6,3	12,6	0,79	2,05	1,27	1,91	0,17	1,02	0,25	0,310
7	9,9	18,8	1,24	3,22	2,00	3,00	0,26	1,56	0,26	0,320

Примечание: В переходный период значения выбросов CO, CH, C, SO₂ должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений для холодного периода. Выбросы NO₂ равны выбросам в холодный период.



Таблица 3 - Удельные выбросы загрязняющих веществ ДМ в процессе движения по территории предприятия (m_gвik)

Категория	Номинальная	Удельный выброс загрязняющих веществ, г/мин
машин	мощность	СО	СН	NО2	С	SO2
	дизельного	Периоды года
	двигателя, кВт	теплый	холодный	теплый	холодный	теплый	холодный	теплый	холодный	теплый	холодный
1	до 20	0,24	0,29	0,08	0,10	0,47	0,47	0,05	0,07	0,036	0,044
2	21-35	0,45	0,55	0,15	0,18	0,87	0,87	0,10	0,15	0,068	0,084
3	36-60	0,77	0,94	0,26	0,31	1,49	1,49	0,17	0,25	0,120	0,150
4	61-100	1,29	1,57	0,43	0,51	2,47	2,47	0,27	0,41	0,190	0,230
5	101-160	2,09	2,55	0,71	0,85	4,01	4,01	0,45	0,67	0,310	0,380
6	161-260	3,37	4,11	1,14	1,37	6,47	6,47	0,72	1,08	0,510	0,630
7	свыше 260	5,30	6,47	1,79	2,15	10,16	10,16	1,13	1,70	0,800	0,980

Примечание: В переходный период значения выбросов CO, CH, C, SO₂ должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений для холодного периода. Выбросы NO₂ равны выбросам в холодный период.

Таблица 4 - Удельные выбросы загрязняющих веществ при работе дизельного двигателя на холостом ходу (m_xхiк)

Категория	Номинальная мощность	Удельный выброс загрязняющих веществ, г/мин
двигателя	двигателя, кВт	СО	СН	NO2	SO2		С
1	до 20	0,45	0,06	0,09	0,018		0,01
2	21-35	0,84	0,11	0,17	0,034		0,02
3	36-60	1,44	0,18	0,29	0,058		0,04
4	61-100	2,40	0,30	0,48	0,097		0,06
5	101-160	3,91	0,49	0,78	0,160		0,10
6	161-260	6,31	0,79	1,27	0,250		0,17
7	свыше 260	9,92	1,24	1,99	0,390		0,26



Таблица 5 - Средняя продолжительность пуска дизельного двигателя с помощью пусковых двигателей и установок, t_n

Период года	Теплый	Переходный	Холодный
Продолжительность пуска, мин.	1	2	4

Таблица 6 - Средние скорости движения техники по территории предприятия

Тип машин	Средняя скорость движения, км/ч
Колесные тракторы класса до 5 тс	10
Гусеничные тракторы и тяжелая колесная техника (скреперы и т. п.)	5

Таблица 7 - Среднее время работы двигателя при прогреве двигателя

Температура воздуха, С	выше 5	ниже 5 до -5	ниже -5 до -10	ниже -10 до -15	ниже -15 до -20	ниже -20 до -25	ниже -25
Время прогрева, мин	2	6	12	20	28	36	45

Предприятие работает по 5-дневной рабочей неделе (8-часовой рабочий день). Длительность периодов года составляет:

· Переходный - 2 месяца (45 рабочих дней);

· Холодный - 5 месяцев (105 рабочих дней);

· Тёплый - 5 месяцев (110 рабочих дней).

Автомобиль КамАЗ 6520 (мощность 235кВт, относится к 6 категории машин) :

N_k= 1,23 (среднее количество машин в день);

N'_k= 0,15 (среднее количество машин в час).

1) Расчет СО

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

2) Расчет СН

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

3) Расчет NO₂

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

4) Расчет SO₂

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

5) Расчет С

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

Результаты расчетов сведем в таблицы:



Таблица 8 - Валовый выброс от КамАЗа 6520

Валовый выброс, т/г:
	CO	CH	NO2	SO2	C
Т	М=	0,012	0,0013	0,0027	0,00026	0,00025
Х		0,051	0,0061	0,0069	0,00072	0,00320
П		0,011	0,0013	0,0018	0,00018	0,00041
Общее		0,074	0,0087	0,0114	0,00116	0,00166

Таблица 9 - Максимально-разовый выброс от КамАЗа 6520

Максимально-разовый выброс, г/с:
	CO	CH	NO2	SO2	C
Т	G=	0,0033	0,00033	0,00056	0,00005	0,00005
Х		0,0162	0,00189	0,00200	0,00020	0,00100
П		0,0016	0,00093	0,00112	0,00011	0,00041

Автомобиль ГАЗ-33106 (мощность 82,5кВт, относится к 4 категории машин):

N_k= 0,18 (среднее количество машин в день);

N'_k= 0,023 (среднее количество машин в час).

1) Расчет СО

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

2) Расчет СН

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

3) Расчет NO₂

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

4) Расчет SO₂

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

5) Расчет С

Теплый период:

Холодный период:

Переходный период:

Результаты расчетов сведем в таблицы:

Таблица 10 - Валовый выброс от ГАЗа-33106

Валовый выброс, т/г:
	CO	CH	NO2	SO2	C
Т	М=	0,00073	0,000077	0,00013	0,000015	0,000013
Х		0,00403	0,000512	0,00050	0,000064	0,000164
П		0,00066	0,000077	0,00010	0,000011	0,000020
Общее		0,00542	0,000666	0,00073	0,000090	0,000197



Таблица 11 - Максимально-разовый выброс от ГАЗа-33106

Максимально-разовый выброс, г/с:
	CO	CH	NO2	SO2	C
Т	G=	0,00021	0,000021	0,000028	0,000003	0,000003
Х		0,00134	0,000169	0,000156	0,000020	0,000053
П		0,00051	0,000058	0,000061	0,000008	0,000014

1.1.2 Расчет выбросов при пересыпке пылящих материалов

Интенсивными неорганизованными источниками пылеобразования являются пересыпки материала, погрузка материала в открытые вагоны, полувагоны, загрузка материала грейфером в бункер, ссыпка материала открытой струей в склад и т.д. Объемы пылевыделений от всех этих источников могут быть рассчитаны по формуле:

М_гр=К₁·К₂·К₃·К₄ К₅·К₇· K ₈ · K ₉ ·В· G _ч ·10⁶/3600, г/с

а для валовых выбросов:

П_гр = К ₁ ·К ₂ ·К ₃ ·К ₄ ·К ₅ ·К ₇ ·К ₈ ·К ₉ ·В· G _год ,т/год

где К₁ - весовая доля пылевой фракции в материале (таблица 12). Определяется путем отмывки и просева средней пробы с выделением фракции пыли размером от 0 до 200 мкм;

К₂ - доля пыли (от всей весовой пыли), переходящая в аэрозоль (таблица 12). Проверка фактического дисперсного состава пыли и уточнение значения К₂ производится отбором проб запыленного воздуха на границах пылящего объекта (склада, хвостохранилища) при скорости ветра 2 м/с, дующего в направлении точки отбора пробы.

К₃ - коэффициент, учитывающий местные метеоусловия (таблица 13);

К₄ - коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования (таблица 14);

К₅ - коэффициент, учитывающий влажность материала, определяется в соответствии с данными таблицы 15. Под влажностью материала понимается влажность его пылевой и мелкозернистой фракции ( d ? 1 мм);

К₇ - коэффициент, учитывающий крупность материала, принимается в соответствии с таблицей 16;

K ₈ - поправочный коэффициент для различных материалов в зависимости от типа грейфера, при использовании иных типов перегрузочных устройств K ₈ = 1

К₉ - поправочный коэффициент при мощном залповом сбросе материала при разгрузке автосамосвала. Принимается равным 0,2 при сбросе материала весом до 10 т, и 0,1 - свыше 10 т. Для остальных неорганизованных источников, коэффициент К₉ выбрать равным 1;

В - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки, принимается по данным таблицы 17;

G _ч - суммарное количество перерабатываемого материала в час, т/час. Определяется главным технологом предприятия.

G _год - суммарное количество перерабатываемого материала в течение года, т/год. Определяется главным технологом предприятия на основе фактически переработанного материала или планируемого на год.

Таблица 12 - Значение коэффициентов K ₁, К₂ для определения выбросов пыли

Наименование материала	Плотность материала, г/см3	Весовая доля пылевой фракции К1в материале	Доля пыли, переходящая в аэрозоль, К2
Глина	2,7	0,05	0,02
Песок	2,6	0,05	0,03
Уголь	1,3	0,03	0,02



Таблица 13 - Зависимость величины К₃ от скорости ветра

Скорость ветра, м/с	Значения коэффициента К3
до 2	1,0
2-5	1,2
5-7	1.4
7-10	1,7
10-12	2,0
12-14	2,3
14-16	2,6

Таблица 14 - Зависимость величины К₄ от местных условий

Местные условия	К4
	При хранении и пересыпке ПМ* без применения загрузочного рукава	При пересыпке ПМ* с применением загрузочного рукава	При хранении и пересыпке угля в карьере без применения загрузочного рукава	При пересыпке угля в карьере с применением загрузочного рукава
Склады, хранилища открытые а) с 4-х сторон	1,0	0,01	1,0	0,2
б) с 3-х сторон	0,5	0,005	0,8	0,16
в) с 2-х сторон полностью и с 2-х сторон частично	0,3	0,003	0,6	0,12
г) с 2-х сторон	0,2	0,002	0,5	0,1
д) с 1-й стороны	0,1	0,001	0,1	0,02
ж) закрыт с 4-х сторон **	0,005	0,00005	0,1	0,02

* ПМ - пылящие материалы;

** при переводе неорганизованных источников узла пересыпки в организованные при отсутствии аспирации считать выброс пыли в атмосферу до 30% от его нормативного показателя при аспирации узла.



Таблица 15- Зависимость величины K ₅ от влажности материалов

Влажность материалов, % *	К5	К5 (для угля в карьере)
0-0,5	1,0	2,0
до 1,0	0,9	1,5
до 3,0	0,8	1.3
до 5,0	0,7	1,2
до 7,0	0,6	1,0
до 8,0	0,4	0,7
до 9,0	0,2	0,3
до 10,0	0,1	0,2
Свыше 10	0,01	0,1

* при статическом хранении и пересыпке песка влажностью 3 % и более - выбросы считать равными 0. Для других строительных материалов выбросы считать равными 0 при влажности свыше 20 %.

Таблица 16 - Зависимость величины К₇ от крупности материалов

Размер куска, мм	К7
500 и более	0,1
500-100	0,2
100-50	0,4
50-10	0,5
10-5	0,6
5-3	0,7
3-1	0,8
1	1,0

Таблица 17 -Зависимость величины В от высоты пересыпки

Высота падения материала, м	В
0,5	0,4
1,0	0,5
1,5	0,6
2,0	0,7
4,0	1,0
6.0	1,5
8,0	2,0
10,0	2,5



Для глины:

Для песка:

Для угля:

1.1.3 Расчет выбросов при складировании пылящих материалов

Хранение материала осуществляется на складах, открытых с 4-х сторон.

При хранении пылящих материалов для расчета следует применять формулу:

М_хр= К₄·К₅·К₆·К₇· q · F_{pa б} + К₄·К₅·К₆·К₇·0,11· q ( F _пл - F_{pa б} ) (1-з)), г/с

а для расчета валовых выбросов:

П_хр = 0,11·8,64·10^-2·К₄·К₅·К₆.К₇· q · F _пл (1-з).(Т-Т_д-Т_с), т/год

где М_хр - удельный выброс вредного вещества (пыли) в процессе хранения материала, г/с;

П_хр - валовый выброс вредных веществ (пыли) в процессе хранения материала, т/год;

К₄ - коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования (таблица 14);

К₅ - коэффициент, учитывающий влажность материала, определяется в соответствии с данными таблицы 15. Под влажностью материала понимается влажность его пылевой и мелкозернистой фракции ( d ? 1 мм);

К₇ - коэффициент, учитывающий крупность материала, принимается в соответствии с таблицей 16;

К₆ - коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого материала, определяется как отношение К₆ = F _макс / F _пл ;

F _пл - поверхность пыления в плане, м². Определяется главным технологом по генплану предприятия (для глины = 6000 м², для угля = 5000 м²); F _макс - фактическая площадь поверхности складируемого материала при максимальном заполнении склада, м. Определяется главным технологом предприятия на основе характеристик материала (Для глины =7200 м², для угля=6200 м²);

F _раб - площадь в плане, на которой систематически производятся погрузочно-разгрузочные работы (не реже 1-го раза в неделю), м². Определяется главным технологом предприятия (для глины =3000 м², для угля=2000 м²)

q - максимальная удельная сдуваемость пыли, г/(м²с), подчиняется стеленному закону (формула 9).

Т - общее время хранения материала за рассматриваемый период, в сутках;

Т_с - число дней с устойчивым снежным покровом;

Т_д = 2Т°_Д (час)/24 - число дней с дождем,

где Т°_д (час) - суммарная продолжительность осадков в виде дождя за рассматриваемый период в часах.

Число дней со снегом и часов с дождем запрашивается в территориальном органе Госкомитета по гидрометеорологии либо определяется согласно справочникам по климату.

q = aн^b мг/(м^2·с)

где q - удельная сдуваемость пыли, мг/(м^2·с);

н - скорость ветра, м/с;

а и b - эмпирические коэффициенты, зависящие от типа перегружаемого материала (таблица 18).

Таблица 18 - Параметры, определяющие удельную сдуваемость с поверхности складов

п/п	Наименование перегружаемого материала	Параметры	Исследовано в:
		а	b
1	Скальные (роговики, сланцы, окисленные руды) смешанные	0,0097	2,887	ВНИИБТГ
2	Мел	0,00580	3,488	ВНИИБТГ
3	Песок	0,00087	4,199	ВНИИБТГ
4	Глины	0,01370	2,328	ВНИИБТГ
5	Окисленные руды	0,02370	2,356	ВНИИБТГ
6	Каменный уголь	0,10850	2,9195	НИПИОТСТРОМ
7	Щебень	0,01350	2,987	НИПИОТСТРОМ
8	Песчано-гравийная смесь (ПГС)	0,00120	3,97	БТИСМ

Для глины:

Для угля:

1.1.4 Расчет выбросов пыли с ленточных конвейеров

Количество пыли, сдуваемое при транспортировании сыпучего материала с 1 метра открытого ленточного конвейера рассчитывается по формуле:

П= г/с

гдедельная сдуваемость пыли (по данным лабораторных исследований), кг/(;

L - ширина конвейера, м;

- коэффициент горной породы (для угля , для глины);

Длина конвейера - 36,5 м.

При транспортировки глины:

П=

При транспортировки угля:

П=

1.2 Расчет выбросов от организованных источников

1.2.1 Расчет выбросов пыли от дробильных установок

Во время переработки угля и глины происходит пыление и рассчитывается по формуле (г/с):

а для валовых выбросов(т/год):

где q - удельное выделение твердых частиц при работе дробильных установок (

- максимальное количество перерабатываемой горной массы в час и в год соответственно, т;

К₅ - коэффициент, учитывающий влажность материала (таблица 15).

Для глины:

Для угля:

1.2.2 Расчет выбросов при нанесении лакокрасочных материалов

Количество аэрозоля краски, выделяющегося при нанесении ЛКМ на поверхность изделия (детали), определяется по формуле:

П^а_ок = m_к · д_а / 10²

где m_к - масса краски, используемой для покрытия (кг),

д_а - доля краски, потерянной в виде аэрозоля (%), (таблица 20).

Количество летучей части каждого компонента по формуле:

П^пар_ок = m_к · f_р · д'_р / 10⁴

где f_р - доля летучей части (растворителя) в ЛКМ, (таблица 19),

д'_р - доля растворителя в ЛКМ, выделившегося при нанесении покрытия (таблица 20).

В процессе сушки происходит практически полный переход летучей части ЛКМ (растворителя) в парообразное состояние:

П^пар_с = m_к · f_р · д''_р / 10⁴

где д''_р - доля растворителя в ЛКМ, выделившаяся при сушке покрытия (таблица 20).

При расчетах следует принимать во внимание тог факт, что в местные отсосы поступает 97 - 98 % вредных веществ, остальная ее часть через неплотности укрытий трубопроводов и проемов поступает в производственные помещения.

Для каждого конкретного предприятия распределение летучей части ЛКМ производится индивидуально с учетом данных проекта, технологического регламента и т.д.

Таблица 19 - Состав лакокрасочных материалов

Вид	Марка	Доля летучей части (растворителя), %	Наименование	Содержание компонента «х» в летучей части ЛКМ, %
Лак	АК-113Ф	91	Спирт н-бутиловый Ксилол	20,7 79,3

Таблица 20 - Выделение загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий

Способ окраски	Доля аэрозоля при окраске, (%) при окраске да	Пары растворителя (% от общего содержания растворителя в краске)
		При окраске д'р	При сушке д''р
Горячее распыление	20	22	78

П^а_ок =

П^пар_ок =

П^пар_ок =

П^пар_с =

П^пар_с =

1.2.3 Расчет выбросов от механической обработки материала (шлифовки)

Механической обработке подвергаются металлы, сплавы, неметаллы.

Для холодной обработки материалов используют токарные, фрезерные, шлифовальные, заточные, сверлильные и другие станки.

Характерной особенностью процессов механической обработки является выделение твердых частиц (пыли) При обработке стали на шлифовальных и заточных станках также образуются пыль, а на остальных станках - отходы только в виде стружки. При применении смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) - аэрозоли, минеральные масла, различные эмульсолы.

"Чистое" время работы единицы станочного оборудования в день - это время, которое идет на собственно изготовление детали без учета времени на ее установку и снятие.

Валовый загрязняющего вещества на участке механической обработки определяется отдельно для каждого станка по формуле:

, т/год

где - удельное выделение загрязняющего вещества при работе оборудования (станка), г/с (

- чистое время работы одной единицы оборудования в день, с;

- количество дней работы станка (оборудования) в год.

1.2.4 Расчет выбросов загрязняющих веществ от туннельной печи

Данные для расчета:

Уголь - Канско-Ачинский, месторождение - Ирша-Бородинское

Марка - Б2

Котлоагрегат - ДКВР 4/13

Количество - 1

, (т/год) - 6000

, (м) - 10

, (мм) -400

Тип ГОУ: БЦ 2-5(3+2)

Расчет объема сухих дымовых газов. Объем сухих дымовых газов при нормальных условиях рассчитывается по уравнению:

где - соответственно объемы воздуха дымовых газов и водяных паров при стехиометрическом сжигании одного килограмма (1) топлива,

Для твердого и жидкого топлива расчет выполняют по химическому составу сжигаемого топлива по формулам:

где - соответственно содержание углерода, серы (органической и колчеданной), водорода, кислорода и азота в рабочей массе топлива, %.

- влажность рабочей массы топлива, %.

Расчеты:

Расчет выбросов твердых частиц. Суммарное количество твердых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива) , поступающих в атмосферу с дымовыми газами котлов (г/с, т/год), вычисляют по одной из двух формул:

где - расход натурального топлива, г/с (т/год);

- зольность топлива на рабочую массу, %;

- доля золы, уносимой газами из котла (доля золы топлива в уносе); при отсутствии данных замеров можно использовать ориентировочные значения, приведенные в нормативном методе «Тепловой расчет котельных агрегатов»;

- доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях;

- содержание горючих в уносе, %;

- потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %;

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

32,68 - теплота сгорания углерода, МДж/кг.

Расчет:

Расчет выбросов оксидов серы. Суммарное количество оксидов серы , выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), вычисляют по формуле:

где - расход натурального топлива за рассматриваемый период, г/с (т/год);

- содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

- доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле. Для углей Канско-Ачинского бассейна для топок с твердым шлакоудаление =0,2;

- доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц. Доля оксидов серы, улавливаемых в сухих золоуловителях, принимается равной нулю.

Расчет:

Расчет выбросов оксидов углерода

Расчет количества выбросов выполняется по данным инструментальных замеров в соответствии с разделом 1 данной Методики.

При отсутствии данных инстументальных замеров оценка суммарного количества выбросов оксидов углерода, г/с (т/год), может быть выполнена по соотношению:

где - расход топлива, г/с (т/год);

- выход оксида углерода при сжигании топлива, г/кг (г/) или кг/т. Рассчитывается по формуле:

,

где - потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;

- коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; принимается для

твердого топлива.................. 1,0

мазута...........................……..0,65

газа.................................…… 0,5

- низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг, (МДж/нм³);

- потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.

При отсутствии эксплуатационных данных значения q₃, q₄ принимаются по таблице .

Таблица 21 - Характеристика топок котлов малой мощности

Вид топок и котлов	Топливо	q3, %	q4, %	Примечание
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые угли Каменные угли Антрациты AM и АС	2,0 2,0 1,0	8,0 7,0 10,0
Топки с цепной решеткой	Донецкий антрацит	0,5	13,5/10	Большие значения q4 - при отсутствии
Шахтно-цепные топки	Торф кусковой	1,0	2,0	средств уменьшения
Топки с пневмомеханическим забрасывателем и цепной решеткой прямого хода	Угли типа кузнецких Угли типа донецкого Бурые угли	0,5-1,0 0,5-1,0 0,5-1,0	5,5/3 6/3,5 5,5/4	уноса; меньшие значения q4 - при остром дутье и наличии возврата
Топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода	Каменные угли Бурые угли	0,5-1,0 0,5-1,0	5,5/3 6,5/4,5	уноса, а также для котлов производительностью 25, 35 т/ч
Топки с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой	Донецкий антрацит Бурые угли типа подмосковных, бородинских Угли типа кузнецких	0,5-1,0 0,5-1,0 0,5-1,0 0,5-1,0	13,5/10 9/7,5 6/3 5,5/3
Шахтные топки с наклонной решеткой	Дрова, дробленые отходы, опилки, торф кусковой	2	2
Топки скоростного горения	Дрова, щепа, опилки	1	4/2
Слоевые топки котлов паропроизводительностью более 2 т/ч	Эстонские сланцы	3	3
Камерные топки с твердым шлакоудалением	Каменные угли Бурые угли Фрезерный торф	0,5 0,5 0,5	5/3 3/1,5 3/1,5

Расчеты:

Расчет выбросов оксидов азота при словом сжигании твердого топлива

Для котлов, оборудованных топками с неподвижной, цепной решеткой, с пневмомеханическим забрасывателем и для шахтных топок с наклонной решеткой суммарное количество оксидов азота no_x в пересчете на ; (в г с, т год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, рассчитывается по формуле:

,

где - расчетный расход топлива, кг/с (т/год), определяемый по формуле:

,

где - фактический расход топлива на котел кг/с (т/год);

- потери тепла от механической неполноты сгорания, %;

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

- удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж.

Величина рассчитывается по формуле:

,

где - коэффициент избытка воздуха в топке, определяемый по формуле:

,

где - концентрация кислорода в дымовых газах за котлом, %; при отсутствии информации о концентрации кислорода в дымовых газах за котлом можно принимать = 2,5;

- характеристика гранулометрического состава угля - остаток на сите с размером ячеек 6 мм, %; принимается по сертификату на топливо; Для углей и сланцев при отсутствии характеристики гранулометрического состава в сертификатах на топливо или по опытным данным значение следует принимать равным 40%.

- тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м².

Величина определяется по формуле:

,

где - зеркало горения (определяется по паспортным данным котельной установки), м²;

- фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт, определяемая по формуле:

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подаваемых в смеси с дутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота;

,

где - степень рециркуляции дымовых газов, %;

k_п - коэффициент пересчета;

при определении выбросов в граммах в секунду k_п = 1;

при определении выбросов в тоннах в год k_п = 10^-3.

В связи с установленными раздельными ПДК на оксид и диоксид азота и с учетом трансформации оксидов азота суммарные выбросы оксидов азота разделяются на составляющие, расчет которых проводится согласно п. 1.6 данной Методики.

В связи с установленными раздельными ПДК для оксида и диоксида азота и с учетом трансформации оксида азота в атмосферном воздухе суммарные выбросы оксидов азота разделяются на составляющие (с учетом различия в молекулярной массе этих веществ):

,

,

где , - молекулярные массы и , равные 30 и 46 соответственно;

0,8 - коэффициент трансформации оксида азота в диоксид.

Расчеты:

Расчет выбросов бензапирена паровыми и водогрейными котлами

Суммарное количество бенз(а)пирена, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), вычисляют по формуле:

,

где - концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах при стандартном коэффициенте избытка воздуха = 1,4 и нормальных условиях, мг/м³;

- объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1 кг (1 м³) топлива;

- расчетный расход топлива,т/год;

- коэффициент пересчета. При определении выбросов в граммах в секунду k_п= 0,278?10^-3; при определении выбросов в тоннах в год k_п = 10^-6.

Концетрацию бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов малой мощности при слоевом сжигании твердых топлив (мг/), приведенную к избытку воздуха в газах , рассчитывают по формуле:

,

Где - коэффициент, характеризующий тип колосниковой решетки и вид топлива; принимаемый равным

для углей и сланцев ................... 2,5

для древесины и торфа .............. 1,5

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

- коэффициент , характеризующий температурный уровень экранов:

для ................... R=350;

для ................... R=290;

При этом t_н - температура насыщения при давлении в барабане паровых котлов или на выходе из котла для водогрейных котлов; (см. нормативный метод "Тепловой расчет котельных агрегатов");

- коэффициент, учитывающий нагрузку котла:

,

где - номинальная нагрузка котла, кг/с;

- фактическая нагрузка котла, кг/с;

- коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)пирена золоуловителем и определяемый по формуле:

,

где - степень очистки газов в золоуловителе по золы, %;

- коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности золоуловителем бенз(а)пирена:

при температуре газов перед золоуловителем

z = 0,8 - для сухих золоуловителей

z = 0,9 - для мокрых золоуловителей

при температуре газов перед золоуловителем

z = 0,7 - для сухих золоуловителей

z = 0,8 - для мокрых золоуловителей.

Расчеты:



2. Расчет рассеивания загрязняющих веществ от точечного источника выбросов в атмосферу

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере производится по специальной методике - ОНД - 86. Общероссийский нормативный документ базируется на численных и аналитических решениях основного уравнения турбулентной диффузии примеси.

ОНД - 86 устанавливает требования в части расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий, а также при проектировании воздухозаборных сооружений.

Предназначен для ведомств и организаций, осуществляющих разработки по разрешению, проектированию и строительству промышленных предприятий, нормированию вредных выбросов в атмосферу, экспертизе и согласованию атмосфероохранных мероприятий.

Данная методика является нормативной. С её помощью можно сделать расчет рассеивания примесей от любых стационарных источников выбросов промышленного объекта.

Методика расчета концентраций действует при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий. Также следует отметить, что данная методика предназначена для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным (особо опасным) метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра.

Источник рассеивания загрязняющих веществ является одиночным, выброс в атмосферу осуществляется посредством дымовой трубы. Расчётами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-минутному интервалу осреднения. При расчёте приземных концентраций учитываются метеорологические условия и коэффициенты, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферу города Красноярска.

2.1 Расчет максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ

Источником, загрязняющим атмосферу на данном предприятии является дымовая труба. Источник имеет следующие параметры:

;

;

;

Таблица 22 - Количество загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени

Загрязняющее вещество	Количество загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с
	2,14
	0,61
	0,19
	0,03
Бенз(а)пирен
Пыли неорганическая, с содержанием 70-20%	2,09



Максимальная приземная концентрация вредных веществ С_m (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника должна определяться по формуле:

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

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

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

т и п - коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

Н - высота источника выброса над уровнем земли, м;

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, =1;

- разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в, ;

- расход газовоздушной смеси, м³/с, определяемый по формуле:

где - диаметр устья источника выброса, м;

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

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

а) 250 - для районов Средней Азии южнее 40° с. ш. и Читинской области;

б) 200 - для Европейской территории РФ: для районов РФ южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа; для Азиатской территории РФ: для Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;

в) 180 - для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52° с. ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов;

г) 160 - для Европейской территории РФ и Урала севернее 52° с. ш.

д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V₁ (м³/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами.

Величину М следует относить к 20 - 30 - минутному периоду осреднения, в том числе и в случаях, когда продолжительность выброса менее 20 минут.

При определении необходимой степени очистки выбросов от вредных веществ должны приниматься реальные значения коэффициента полезного действия очистных устройств при установленных условиях их эксплуатации.

Величину ДТ следует определять, принимая температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в по средней температуре наружного воздуха в 13 ч. наиболее жаркого месяца года по главе СНиП «Строительная климатология и геофизика», а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси - по действующим для данного производства технологическим нормативам. Для города Красноярска средняя температура наиболее жаркого месяца составляет 24,3⁰С.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

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

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3.

Значение коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров ,,, f_e :

Безразмерный коэффициент m определяется в зависимости от параметра f по формуле:

Безразмерный коэффициент n при определяется в зависимости от , при , . Определим значение максимальной приземной концентрации загрязняющего вещества в атмосфере С_m (мг/м³):

Для :

Для :

Для :

Для :

Для бенз(а)пирена:

Для пыли неорганической, с содержанием 70-20% :

2.2 Расчет расстояния, на котором наблюдается максимальная приземная концентрация

Расстояние х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_m определяется по формуле:

где d - безразмерный коэффициент, значение которого при f >100 находится по формуле, при :

Расстояние x_m (м) для газообразных выбросов:

Расстояние x_m (м) для пыли:

2.3 Расчет опасной скорости ветра

Значение опасной скорости (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ , в случае f < 100 определяется по формуле, при :



2.4 Расчет приземных концентраций при неблагоприятных метеорологических условиях

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра (м/с), определяется по формуле:

где - безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения по формуле, :

Для :

Для :

Для :

Для :

Для бенз(а)пирена:

Для пыли неорганической, с содержанием 70-20% :

Расстояние от источника выброса (м), на котором при скорости ветра u и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения (мг/м3), определяется по формуле:

где р - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения по формуле, при

Расстояние (м) для газообразных выбросов:

Расстояние (м) для пыли:

2.5 Расчет приземной концентрации вредных веществ в атмосфере на различных расстояниях от источника выброса