Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбросы производственных процессов и методы их расчета

Введение

Атмосферный воздух - один из главных источников жизни на Земле. Потребность человека в воздухе зависит от его состояния, условий работы и колеблется от 15 до 150 тыс. л. в сутки. Воздух используется и во многих производствах, поскольку служит окислителем в процессах горения.

Атмосфера состоит из смеси газов и всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале ХХ в. в промышленности применялись 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70-х годах практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов; синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе; радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.

В России основное загрязнение атмосферы создают ряд отраслей промышленности, автотранспорт и теплоэнергетика. Самые распространенные токсичные вещества, загрязняющие атмосферу: оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, пыль.

Цель работы:

Приобрести навыки расчета масс выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от различных производств и произвести расчет плат за загрязнение окружающей среды, а так же оценить предотвращенный ущерб.

1. Теоретическая часть расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Качество атмосферного воздуха - это совокупность свойств атмосферы, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на конструкции и окружающую среду в целом.

Основа оценки качества воздуха - гигиеническое регламентирование концентраций загрязняющих атмосферу веществ. Основными показателями качества атмосферного воздуха считаются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК) в атмосферном воздухе на высоте 2 м от поверхности земли.

Под ПДК понимают максимальную концентрацию вредных веществ в атмосфере, отнесенную к определенному времени усреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдельные последствия на окружающую среду в целом.

Загрязняющие атмосферный воздух вредные вещества по классу опасности подразделяют на:

- класс 1 - чрезвычайно опасные;

- класс 2-высокоопасные;

- класс 3-умеренно опасные;

- класс 4-малоопасные.

В действующей природоохранной нормативно-технической документации в области защиты атмосферы от загрязнения приняты следующие понятия.

Источник выделения загрязняющих веществ - объект, в котором происходит образование загрязняющих веществ (3B) (установка, аппарат, устройство, емкость для хранения, двигатель, свалка отходов и др.).

Источник загрязнения атмосферы - объект, от которого загрязняющее вещество поступает в атмосферу (труба, вентиляционная шахта, открытая стоянка автотранспорта и т.д).

Стационарный источник- источник, имеющий постоянное место в пространстве относительно заводской системы координат (труба котельной, открытые фрамуги цеха и т. п.)

Передвижной источник-источник, не занимающий постоянное место на территории предприятия (транспортные средства, передвижные компрессоры и дизель-генераторы электросварки и т.п).

Организованный источник-источник, осуществляющий выброс через специально сооруженные устройства (трубы, газоходы, вентиляционные шахты).

Неорганизованный источник - источник загрязнения, осуществляющегося в виде направленных потоков газа, как результат, например, нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неэффективной работы систем по отсосу газов (пыли) в местах загрузки (выгрузки) или хранения продукта (топлива), а также пылящие отвалы, открытые емкости, стоянки, площадки малярных работ и т. п.

Точечный источник- источник в виде трубы или вентиляционной шахты с размерами сечения, близкими друг к другу (трубы круглого, квадратного, прямоугольного сечения и т. п).

Линейный источник- источник в виде канала (щели) для прохода за грязненного газа с поперечным сечением, имеющим значительная протяженность (длину) в несколько раз большую, чем ширина (высота), например, ряд открытых, близко расположенных в одну линию оконных фрамуг, либо аэрационные фонари и т. п.

Плоскостной источник-источник, имеющий значительные геометрические размеры площадки, по которой относительно равномерно происходит выделение загрязнений, и, в том числе, как результат рассредоточенная на площадке большого числа источников (бассейн, открытая стоянка автотранспорта и т. п).

ПДВ - это масса выбросов вредных веществ в единицу времени от данного источника или совокупности источников загрязнения атмосферы производственного объекта (промплощадки, предприятия, населенного пункта, города и т. д.) с учетом перспективы развития всех предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, создающая приземные концентрации, не превышающие их предельно допустимые концентрации (ПДК) для населения, растительного и животного мира, если нет других, более жестких экологических требований или ограничений (с осреднение в любой 20-минутный период времени).

Нормативы ПДВ являются основой для проведения экологической экспертизы и планирования мероприятий по снижению загрязнения атмосферы.

Выбросы характеризуются количеством загрязняющих веществ, их химическим составом, концентрацией, агрегатным состоянием.

Расчет загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий проводят в соответствии с «Методикой расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)» или «Сборником методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами».

Источники выброса вредных веществ в зависимости от высоты устья трубы над уровнем земной поверхности Н подразделяют на четыре класса:

- высокие источники, Н> 50м;

- средней высоты, Н= 10-15м;

- низкие, Н= 2-10м;

- наземные.

При одновременном содержании в воздухе нескольких веществ однонаправленного действия должно выполнятся условие:

Где- концентрация загрязняющего вещества;

ПДК- предельно допустимая концентрация.

К вредным веществам, обладающим суммарным действием, относятся вещества, близкие по химическому строению и характеру влияния на организм человека, например, диоксид серы и сероводород, диоксид серы и диоксид азота, диоксид серы и фенол; диоксид серы, аммиак, оксид азота, фтористые и хлористые соединения, аэрозоли серной и азотной кислот и др.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем:

где A, F- коэффициенты, зависящие от температурной стратификации атмосферы и скорости вредных веществ;

М- масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени;

- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса и рельефа местности;

- разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси () и температурой атмосферы () ();

- расход газовоздушной смеси:

где D- диаметр устья источника выброса, м;

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

Значение ПДВ для одиночного источника с круглым устьем при фоновой концентрации меньше ПДК:

При этом концентрация вредных веществ около устья источника не должна превышать.

Если есть группа источников выбросов, значения ПДВ для каждого источника:

где - значения выбросов от каждого источника при которых максимальная суммарная концентрация вредных веществ в атмосфере при неблагоприятных условиях не превышает значений ПДК.

Значение ПДВ для источников предприятия определяется сложением их единичных значений

Если значения ПДВ не могут быть достигнуты, то по согласованию с местными органами охраны природы и санитарного надзора предусматривается поэтапное, с указанием длительности каждого этапа, снижение выбросов вредных веществ до значений, обеспечивающих ПДК. На каждом этапе устанавливается временно согласованные выбросы (ВСВ). При установлении ВСВ пользуются теми же приемами расчета, что и для ПДВ.

2. Расчет выделения загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух от различных производств

2.1 Механическая обработка материалов

Характерной особенностью процессов механической обработки материалов является выделение твердых частиц (пыли), а при обработке материалов с применением смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) - дополнительно выделение аэрозоля СОЖ.

В качестве СОЖ рекомендуется нефтяные минеральные масла и различные эмульсии, которые уменьшают выделение пыли на 89-90%.

Применение СОЖ сопровождается образованием тонкодисперсного масляного аэрозоля и продуктов термического разложения.

Количество выделяющего аэрозоля зависит от многих факторов: формы и размеров изделия, режимов резания, расхода и способов подачи СОЖ. Экспериментально установлена зависимость количества выделений масляного аэрозоля от энергетических затрат на резание металла. Удельные показатели выделений в этом случае определяется как масса загрязняющего вещества, выделяемая на единицу мощности оборудования (на 1кВт мощности привода станка).

При обработке металлов и сплавов наилучшем вариантом, которым используется для дальнейших расчетов и установления нормативов загрязнения атмосферы, считается тот, когда химический состав пыли идентифицируется как оксиды соответствующих металлов.

При работе заточных и шлифовальных станков наряду с пылью металлической, имеющий состав обрабатываемого материала или, в худшем случае, оксидов обрабатываемого материала, а также выделяется пыль абразивная, по составу аналогичная материалу шлифовального круга.

Количество загрязняющих веществ т/год, выделяющихся при механической обработке металлов без применения СОЖ определяется по формуле:

где k- удельные выделения пыли техническим оборудованием, в зависимости от абразивного круга, г/с

Т- фактический фонд времени работы оборудования, ч/год.

Валовый выброс пыли, т/год при наличии газоочистки вычисляется по формуле:

где j- степень очистки воздуха пылеулавливающим оборудованием (в долях единицы).

Валовой выброс загрязняющих веществ т/год, при обработке металлов в случае применения СОЖ и газоочистки рассчитывается по формуле:

где k- удельные показатели выделения масла и эмульсола, г/с;

N- мощность установленного оборудования, кВт.

Так как показатель k определяется как масса загрязняющего вещества, выделяемая на единицу мощности оборудования (на 1кВт мощности привода станка), в нашем случае масса загрязняющего вещества = 3-10%, следовательно :

2.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта