Источники загрязнения

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщений»

РГУПС

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Экология»

Преподаватель Шатихина Т.А.

Студент Дмитриенко Д.М. Гр. ЗДС-3-702

Ростов-на-Дону 2015



1. Плата за выбросы загрязняющих веществ

К стационарным источникам выбросов загрязняющих веществ относятся горячие источники (дымовые трубы котельных, печей, кузниц и др.) и холодные источники (системы вентиляции, кондиционирования и т. п.).

1.1 Плата за выбросы загрязняющих веществ из горячих источников

При сжигании различных видов топлива в окружающую среду поступают горячие газы через специальные дымовые трубы. В состав уходящих газов (кроме CO2 и H2O) входят загрязняющие атмосферу вещества: окислы серы SO2, азота NOx, включающие NO и NO2, углерода СО, бенз(а)пирена, а также частицы золы и сажи. При сжигании котельного высокосернистого топлива иногда в уходящих газах содержатся и окислы ванадия V2O5. Для снижения содержания вышеуказанных веществ в уходящих газах используются либо специальные технологические приёмы (рециркуляция газов и ступенчатый подвод воздуха к топке - для уменьшения окислов азота NOx, ввод присадок - для уменьшения окислов серы, дожигание или каталитическое до окисление - для уменьшения окислов углерода), либо устройства (золоуловители, электрофильтры и т. п. - для уменьшения выбросов золы).

Вышеуказанные загрязняющие вещества через дымовую трубу выбрасываются и рассеиваются в окружающей среде. Чем больше высота дымовой трубы Н, тем на большей территории рассеиваются выбросы соответственно при меньшей их концентрации в приземном слое атмосферы. На характер рассеивания оказывают влияние ряд факторов, включающих состояние атмосферы в данном регионе, где расположен источник выброса, а также скорость оседания вредных веществ в атмосфере в зависимости от размера и фазового состояния вещества и рельефа местности. Исходя из этих соображений определяют значения предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ.

Предельно допустимыми называются такие выбросы загрязняющих веществ, при которых в приземном слое атмосферы на определённом расстоянии от источника устанавливаются концентрации веществ, равные предельно допустимым значениям (ПДК).

Предельно допустимые выбросы МПДВ, г/с, из горячих источников с круглым устьем рассчитываются по формуле:

_ПДВ = ,

где ПДК_м.р. - максимальная разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества в приземном слое атмосферы (определяется по табл. 2.1);

С_ф - фоновая концентрация данного загрязняющего вещества в рассматриваемом регионе или городе, зависящая от уровня загрязнения атмосферного воздуха другими предприятиями и средствами транспорта. При отсутствии данных в учебных расчётах можно принять С_ф = (0,1…0,2) ПДКм.р., если другие величины не заданы преподавателем;

Н - высота дымовой трубы, м;

V_д.г. - объёмный расход дымовых газов, м³/с;

ДТ - разность температур уходящих газов Т_г и окружающего атмосферного воздуха Т_в в самый жаркий день (ДТ = Т_г - Т_в);

А - коэффициент температурной стратификации атмосферы, определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания атмосферных примесей (определяется по табл. 2.2), с²/3 ? мг/К1/3;

F - безразмерный коэффициент (число Фруда), учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере в зависимости от размера и фазового состояния веществ, равный единице для жидких и газообразных веществ, для твёрдых веществ при коэффициенте з = 90 % F = 2; при з = 75…90 % F = 2,5; без очистки F = 3;

m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья; для приближённых расчётов можно принять m • n = 1;

z - коэффициент рельефа местности, учитывающий влияние рельефа на рассеивание примесей, равен единице для равнинной местности; для пересечённой местности z = 2.

Вещество	ПДКм.р.	ПДКсс	Класс опасности
Диоксид Азота	0,085	0,04	3

1.2 Величина коэффициента температурной стратификации атмосферы А по странам и регионам

Регион, страна	А, с2/3 ? мг/к1/2
Центральная часть европейской территории России	120
Прибалтика, Север и Северо-Запад России, Среднее Поволжье, Урал, Украина	160
Казахстан, Средняя Азия, Центральная Сибирь, Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Северная часть Сибири, Северо-Восточная Сибирь	200
Субтропическая часть Средней Азии	240

Фактические выбросы загрязняющих веществ в атмосферу М_ф определяются на основе технологических расчётов либо задаются и выражаются в долях от предельно допустимых выбросов.

Зная вышеуказанные значения М_фi и М_ПДВi, можно определить плату за загрязнение окружающей среды в зависимости от наличия разрешения соответствующих экологических органов на выброс.

При сжигании каменного угля в паровых котлах через дымовую трубу высотой Н = 27,9 м, расположенную в г. Астрахань, выбрасываются дымовые газы расходом 5 м³/с, содержащие сернистый ангидрид SO2 в количестве 0,5 М_ПДВ, диоксид азота NO2 - 0,085 М_ПДВ, оксид азота NO - 0,6 М_ПДВ, оксид углерода СО - 5,0 М_ПДВ и золу в количестве 0,15 М_ПДВ. Рассчитать плату за разрешённые выбросы этих загрязняющих веществ в атмосферу в 2014 г.

Расчёт

1. Определяем предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ через дымовую трубу по формуле:

_ПДВ = , г /с

- для сернистого ангидрида SO2: известно, что ПДК_{SO2 м.р}.= 0,5 мг/м³ (по табл. ), примем С_ф = 0,2 ПДК_м.р., т. е. С_{SO2 ф.} = 0,05 мг/м³; высота трубы Н = 27,9 м, объёмный расход уходящих газов V_д.г. = 5 м³/с.

Примем разность температур уходящих газов и окружающего воздуха ДТ = 165 ?С; m ? n = 1, z = 1 и (по табл.) коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, для г. Астрахань А = 160, тогда:

_ПДВ^SO2 = г/с

- для диоксида азота NO2: по табл. определяем ПДК_м.р. NO2 = 0,085 мг/м³; примем Сф = 0,2 ПДК_м.р., тогда С_ф ^NO2 = 0,2 ? 0,085 = 0,017 мг/м³; F = 1.

_ПДВ^NO2 = г/с

- для оксида азота NO: по табл. определяем ПДК_м.р.^NO = 0,6 мг/м³; F=1; примем С_ф = 0,2 ПДК_м.р., тогда С_ф NO = 0,2 ? 0,6 = 0,012 мг/м³.

_ПДВ^NO = г/с

- для оксида углерода СО: по табл. определяем ПДК_м.р.СO = 5 мг/м³; F = 1; примем С_ф = 0,2 ПДК_м.р., тогда С_ф СO = 0,2 ? 5 = 1 мг/м³.

_ПДВ^CO = г/с

- для золы: по табл. определяем ПДК_м.р.з = 0,15 мг/м³; F = 3, так как золоочистка отсутствует; примем С_ф = 0,2 ПДК_м.р., тогда С_ф³ = 0,2 ? 0,15 = 0,03 мг/м³.

_ПДВ ^з = г/с

Рассчитаем фактические выбросы:

- для сернистого ангидрида SO2:

по условию М_ф SO2 = 0,5 М_ПДВ SO2; тогда М_ф SO2 = 0,5 ? 18,38 = 9,19 г/с;

- для диоксида азота NO2:

по условию М_ф NO2 = 0,085 М_ПДВ NO2; тогда М_ФNO2 =0,085 ? 2,78 = 0,24 г/с;

- для оксида азота NO:

по условию М_Ф NO = 0,6 М_ПДВ NO; тогда М_Ф NO = 0,6 ? 24,03 = 14,42 г/с;

- для оксида углерода СО:

по условию М_Ф CO = 5,0 М_ПДВ CO; тогда М_Ф CO = 5,0 ? 163,47 = 817,35 г/с;

- для золы:

по условию М_Ф з = 0,15 М_ПДВ з; тогда М_Ф з = 0,15 ? 1,70 = 0,255 г/с.

3.Рассчитаем годовые фактические и предельно допустимые выбросы, принимая, что котлы работают в течение 10 месяцев в году, т. е. время работы составляет 10 ? 30 ? 11 ? 3600 = 11,88 ? 10⁶ с/год. Тогда фактические годовые выбросы сернистого ангидрида составят:

для диоксида азота NO2:

для оксида азота NO:

для оксида углерода СО:

для золы:



1.3 Фактические и предельно допустимые выбросы вредных веществ

Загрязняющее вещество	Фактические выбросы Мфi	Предельно допустимые выбросы МПДВi
	г/с	т/год	г/с	т/год
Сернистый ангидрид SO2	9,19	109,18	18,38	218,35
Диоксид азота NO2	0,24	2,85	2,78	33,03
Оксид азота NO	14,42	171,31	24,03	285,48
Оксид углерода СО	817,35	9710,12	163,47	1942,02
Зола	0,255	3,03	1,70	20,196

4. Сопоставим фактические выбросы с предельно допустимыми, для чего рассмотрим данные, представленные в табл. Поскольку фактические выбросы сернистого ангидрида, диоксида азота, оксида азота, и золы меньше предельно допустимых значений, то плату за загрязнение окружающей среды этими веществами рассчитываем по формуле:

П_i = M_Фi * Ц_i * К_И * К_Э руб/год

Выбросы оксида углерода СО больше ПДВ, следовательно расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха этим веществом производим по формуле:

П^СО = М_ПДВ^СО * Ц^СО * К_И * К_Э + (М_ф^СО * М_ПДВ^СО) * 5* Ц^СО К_И * К_Э руб/год

Так как на выборы всех указанных веществ получено разрешение.

5. рассчитаем плату за выбросы воздуха сернистым ангидридом по формуле для 2014 года:

Здесь = 109,18 т/год;

- норматив платы руб/т

= 21,0 руб/т

- коэффициент индексации, в 2014 году

Кэ - коэффициент экологической ситуации, для г. Астрахань К_э = 1,31

П^SO2 = 21 ? 109,18 ? 2,33 ? 1,31 = 6998,3 руб./год.

6. Рассчитаем плату за загрязнение воздуха оксидом азота по формуле:

П^NO = М_фNO ? Ц^NO ? К_и ? К_э, руб./год,

где М_ф^NO = 171,31 т/год; Ц^NO = 35 руб./т; Ки = 2,33;

П^NO = 171,31 ? 35 ? 2,33 ? 1,31 = 18301,1 руб./год.

7. Рассчитаем плату за загрязнение воздуха диоксидом азота по формуле:

П^NО2 = М_ф^NO2 ? Ц^NO2 ? К_и ? К_э, руб./год,

где М_ф^NO2 = 2,85 т/год; Ц^NO2 = 52 руб./т; К_и = 2,33;

П^NO2 = 2,85 ? 52 ? 2,33 ? 1,31 = 452,3 руб./год.

8. Рассчитаем плату за загрязнение воздуха золой по формуле:

П^З = М_ф^З ? Ц^З ? К_и ? К_Э, руб./год,

где М_ф^З = 3,03 т/год; Ц^З = 80 руб./т; К_и = 2,33; К_Э = 1,31

П^З= 3,03 ? 80 ? 2,33 ? 1,31 = 739,8 руб./год.

9. Рассчитаем плату за загрязнение воздуха оксидом углерода по формуле:

П^СO = М_ПДВ^СO ? Ц^СO ? К_и ? К_э + (М_ф^СO - М_ПДВ^СO) ? 5 Ц^СO ? К_и ? К_э, руб./год.

П^СO = 1942,02 ? 0,6 ? 2,33 ? 1,31 + (9710,12 - 1942,02) ? 5 ? 0,6 ? 2,33 ? 1,31 = 74145,3 руб./год.

10. Определяем общую плату за загрязнение воздушной среды в 2005 г. по формуле:

6998,3 + 18301,1 + 452,3 + 739,8 + 74145,3 = 100636,8 тыс. руб./год.

Таким образом, из полученных данных следует, что:

1) наибольшую величину составляет плата за выбросы вещества СO, количество которого превышает М_ПДВ;

2) основная доля платежей (92 %) приходится на плату за загрязнение окружающей среды оксидом азота и оксидом углерода;

3) плата за выбросы, превышающие М_ПДВ, составляет:

74145,3 тыс. руб./год и осуществляется из прибыли предприятия;

4) для увеличения прибыли предприятия следует провести внедрение мероприятий по снижению выбросов оксида азота.

1.4 Мероприятия по снижению выбросов загрязняющего вещества из котельной

Общая структура мероприятий по предотвращению выбросов в окружающую среду на опасных предприятиях представлена на рис. 3.14. Благодаря такому сочетанию представленных на схеме мер достигается снижение отрицательного воздействия вредных веществ на окружающую среду. Эффективность собственно технологических мероприятий по снижению выбросов в окружающую среду определяется экологической чистотой процессов. Экологически.

Рис. 3.14 Схема мероприятий по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу

чистым процессом является такое производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых негативное воздействие на окружающую среду не происходит или сводится к минимуму. Такие малоотходные технологические системы обеспечивают максимальное и комплексное использование сырья и энергии.

Для предприятий нефтепереработки и нефтехимии, в общем случае, это означает: модернизацию технологического оборудования; контроль за герметизацией оборудования и соблюдением технологического режима; разработку аппаратуры, предотвращающей выбросы в атмосферу либо ограничивающей их до допускаемых уровней; улучшение качества моторных и котельных топлив; очистку отходящих газов; совершенствование и сокращение факельной системы и т.д.

Целесообразность и направленность технологических и организационных мероприятий по предотвращению выбросов и улучшению экологической обстановки определяется результатами наблюдений за средой и выбросами в нее. Совершенство системы наблюдений обеспечивает эффективность применения технологических мероприятий к тем или иным производствам.

Таким образом, развитая система мониторинга окружающей среды предприятия дает возможность не только получать достаточно полную информацию о состоянии окружающей среды (МС) и источников выбросов (MB) в режиме реального времени, но и обеспечивает управление окружающей средой за счет целенаправленного и эффективного использования организационных и технологических мероприятий.

К мероприятиям по снижению выбросов вредных веществ, относят:

· - совершенствование технологических процессов и внедрение малоотходных и безотходных технологий;

· - изменение состава и улучшение качества используемых ресурсов;

· - комплексное использование сырья и снижение потребления ресурсов, производство которых связано с загрязнением окружающей среды;

· - изменение состава и улучшение качества выпускаемой продукции (неэтилированные бензины, малосернистые топлива и т.д.);

· - очистку сбрасываемых промышленных газов;

К мероприятиям по снижению степени распространения вредных веществ, относят: нейтрализацию, консервацию, захоронение и утилизацию выбросов. Следует отметить, что строительство высоких и сверхвысоких труб не уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу и степень их распространения, а обеспечивает снижение приземной концентрации вредных примесей.

При рассмотрении технологических мероприятий по снижению выбросов вредных веществ их принято разбивать на группы в соответствии с тем, выбросы каких веществ они предотвращают.

К мероприятиям, проводимым по снижению выбросов оксида углерода, относятся:

· - каталитический дожиг отходящих газов;

· - утилизация больших количеств газа в котлах-утилизаторах;

· - дожиг отходящих газов в регенераторе (установка Г-43-107) на базе применения промотирующих добавок к основному катализатору процесса крекинга.

С ростом доли тяжелого и остаточного сырья в общем объеме сырья каталитического крекинга, а также с ужесточением экологических требований актуальность проблемы сокращения вредных выбросов в атмосферу на этих установках возрастает. Одним из наиболее рациональных и перспективных способов совершенствования процесса регенерации является регулируемое окисление СО и связывание SO₂ в объеме регенератора с помощью специальных катализаторов.

Наиболее эффективный подход к сокращению выбросов оксида углерода - предотвращение его образования. С этой целью проектируются форсунки, обеспечивающие хорошее смешение с воздухом, внедряются системы контроля за полнотой сгорания топлива и другие мероприятия. К сожалению, меры, направленные на подавление образования оксида углерода, приводят к повышению концентрации оксидов азота и наоборот. Поэтому каждый тип устройств для сжигания следует оценивать по выбросам отдельных загрязняющих веществ.

При выделении больших количеств оксида углерода (например, при выжиге кокса на регенераторных установках) его собирают и сжигают в котлах-утилизаторах. При низких концентрациях СО в выбросе требуется применять устройства для каталитического дожигания. Оксид углерода можно избирательно отделить от других газов посредством промывки специальными растворами, например, аммиачным раствором формиата меди.

Снижение выбросов оксида углерода на установках каталитического крекинга достигается дожигом отходящих газов, осуществлением полного дожига непосредственно в регенераторе на базе применения промотирующих добавок к основному катализатору (благородный металл на оксиде алюминия). Концентрация СО в отходящих газах снижается при этом от 10 до 0,1%.

Дожиг является также основным методом нейтрализации для других источников выбросов оксида углерода и других вредных углеводородов с применением новых, более эффективных катализаторов дожига. Так, разработан гранулированный катализатор НТК-11 для низкотемпературной конверсии оксида углерода с водяным паром в производствах аммиака, водорода, синтеза метанола и других процессах.

Проведены испытания установки термокаталитического дожига газов окисления битумного производства. Ранее применительно к катализатору НИИОГАЗ-10Д было показано, что при температуре в слое катализатора 500-560°С достигаются следующие пределы окисления примесей: 72-87% для С-Н и СО; 91-92,5% для H₂S; 73-74% для RSH. На основе исследований разработан технологический регламент процесса с использованием термической и каталитической ступеней дожига. Термический процесс при температуре 400-450°С протекает в циклонной топке со степенью окисления: 75-90% H₂S; 23-71% RSH и 56-83% СО + (СН). Каталитическое окисление проводится при температуре 500-550°С; эффективность обезвреживания оксида углерода и органических продуктов может достигать 99,8%.



2. Шумовые загрязнения окружающей среды

Шум относится к физическим загрязнениям окружающей среды. Источниками шума являются передвижные транспортные средства, различные машины и механизмы и т. п. Шум измеряется в децибелах (дБ). Более подробно о шуме описано в учебном пособии

загрязнение окружающий среда шумовой

2.1 Шум движущегося поезда

Шумовая характеристика движущегося поезда зависит от скорости его движения и рассчитывается по формуле:

где L_AW - шумовая характеристика движущегося поезда, дБА;

V - скорость поезда, м/с; V₀ = 1 м/с.

Для оценки шумового режима пользуются понятием максимального значения уровня звука, т. е. уровня для момента прохождения поезда непосредственно перед наблюдателем:

дБА

Где L_Ajmax - максимальное значение уровня звука в момент прохождения поезда, дБА;

l - длина поезда, м; l₀ = 1 м;

r₀ - расстояние от наблюдателя до магистрали, м.

Нормируемым параметром шума (шум движущегося поезда) считается эквивалентный по энергии уровень звука - «эквивалентный уровень звука отдельного поезда», определяемый по формуле:

L_Ajэкв = L_Ajmax + 10

где Т = 28800 с (8 ч).

Рассчитать эквивалентный уровень звука грузового поезда протяжённостью 800 м, движущегося со скоростью 20 км/ч, если территория жилого дома расположены на расстоянии 25 м от железнодорожного полотна.

Расчёт

Найдём шумовую характеристику движущегося грузового поезда по формуле:

Так как V₀ = 1 м/с; V = 20 км/ч, или 5,55 м/с, то:

L_AW = 63 + 25 lg 5,55 = 81,60 дБА.

Определим по формуле максимальное значение уровня звука в момент прохождения грузового поезда:

дБА

Определяем по формуле эквивалентный уровень звука поезда:

L_Ajэкв = L_Ajmax + 10

Так как Т = 28800 с; V = 5,55 м/с; r₀ = 25 м; l = 800 м,

То L_Ajэкв = 82,99 + 10

Таким образом установили, что эквивалентный уровень звука грузового поезда, движущегося со скоростью 20 км/ч, составляет 54,58 дБА.

2.2 Расчёт шума потока поездов

Эквивалентный уровень звука потока однотипных поездов L_AэквУ определяем как:

L_Aэкв = 10lg^{0.1 LAjэкв}

Где L_AэквУ - эквивалентный уровень шума всех поездов, проходящих на данном участке;

L_Ajэкв - эквивалентный уровень шума одного поезда, дБА.

Для однотипных грузовых поездов при их числе n_гр и соответственно пассажирских поездов n_пасс эквивалентный уровень шума определяется как:

= 10lg (n_гр 10^{0,1 LAэкв.гр} + n_пасс 10^{0,1 LAэкв.гр})

Далее сопоставляются значения L_AэквУ с нормативами допустимого уровня шума по таблице и в случае его превышения определяется величина акустического дискомфорта ДL:

ДL = L_AэквУ - L_доп , дБА

Если эта величина превышает 5 дБА, то следует разработать мероприятия по снижению уровня шума.

Расчет:

Для однотипных грузовых поездов при их числе n_гр и соответственно пассажирских поездов n_пасс эквивалентный уровень шума равен:

= 10lg (46 10 ^{0,1 * 54,58} + 10 10^{0,1 * 30,32} )

Сопоставим значения L_AэквУ с нормативами допустимого уровня шума по табл. и в случае его превышения определяем величину акустического дискомфорта ДL:

ДL = 71,2 - 70 = 1,2 дБА

Так как эта величина меньше 5 дБА, то мероприятия по снижению уровня шума разрабатывать не следует.

2.3 Мероприятия по снижению шума

Основным методом является подавление шума в самом источнике его возникновения. Осуществляется это на стадии проектирования путем совершенствования кинематики, форм деталей, применением новых материалов. Шумы, создаваемые технологическим оборудованием при механических, аэродинамических, электромагнитных процессах, можно снижать конструктивными решениями, высоким качеством изготовления, правильной эксплуатацией.

Эффективным методом снижения шума от потока поездов является улучшение конструктивных характеристик локомотивов, вагонов и железнодорожного пути. Так, если применить бесстыковой путь, то коэффициент при втором (скоростном) слагаемом в формуле шумовой характеристики (6.1) может быть снижен с 25 до 20-23 единиц. Улучшение конструкции локомотивов и вагонов (скоростные поезда) позволяет снизить и первое (конструктивное) слагаемое в формуле (6.1) с 63 до 56-58 дБ.

Для защиты от шума могут применяться следующие основные методы:

1) технические устранение причин шумообразования или ослабление его в источнике возникновения;

2) планировочные снижение уровня шума по пути его распространения;

3) организационные или административные.

Для снижения шума выполняются строительно-акустические мероприятия, использующие принципы звукоизоляции и звукопоглощения.

Принцип звукопоглощения основан на преобразовании колебательной энергии звука в тепловую счет потерь на трение воздуха. Наибольшие потери происходят в пористых, волокнистых и перфорированных материалах; из них изготавливают звукопоглощающие экраны и облицовки. Ослабление шума достигается также правильной планировкой и застройкой жилых кварталов и использованием зеленых насаждений.



Список используемой литературы

1. Гарин, В. М. Промышленная экология: учебник / В. М. Гарин, И. А. Клёнова, В. И. Колесников; РГУПС. Ростов н/Д : Феникс, 2003. 219 с.

2. Тамбовцева, А. Р. Расчёт экологических платежей на новой правовой основе // Бухучёт и налогообложение. 2003.

Размещено на Allbest.ru

...