Вибір методів та засобів по зниженню шкідливого впливу підприємства на воздушний басейн

 

 

УДК 504.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИБІР МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ ПО ЗНИЖЕННЮ ШКІДЛИВОГО ВПЛИВУ ПІДПРИЄМСТВА НА ВОЗДУШНИЙ БАСЕЙН

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ		3
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ		5
2 РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ПДВ ВРЕДНЫХ  ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ИЗ ОДИНОЧНОГО  ИСТОЧНИКА		7
3ПОДБОР И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ПЫЛЕУЛОВЛИВАНИЯ		10
4 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ  РУКАВНОГО ФИЛЬТРА		12
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ		15
ПРИЛОЖЕНИЯ А		16
ПРИЛОЖЕНИЕ Б		17
		19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Важнейший аспект защиты окружающей среды от загрязнений - охрана атмосферного воздуха от вредных выбросов промышленности и транспорта. Воздухоохранные мероприятия включают в себя комплекс мер организационного и технического характера, направленных на снижение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, как путем совершенствования и оптимизации технологических процессов, так и с помощью очистки и обезвреживания выбросов в установках очистки газов [1].

Одно из мероприятий организационного характера - разработка проектов нормативов ПДВ вредных веществ в атмосферу для промышленных объектов (предприятия, объединения, совхоза, учебного заведения и т.п.), которые можно рассматривать как совокупность источников загрязнения воздушного бассейна.

ПДВ является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом их рассеивания в атмосфере, а также перспективы развития предприятий не создадут приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира.

Предельно-допустимой концентрацией (ПДК) вредного вещества называется такое содержание его в воздухе, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не может вызывать у человека каких-либо патологических изменений или заболеваний.

Правила установления ПДВ вредных веществ промышленными предприятиями регламентируются ГОСТ 17.2.3.02-78 [2].

Знание норматива ПДВ для конкретного источника загрязнения атмосферного воздуха позволяет рационально подойти к выбору метода и средств по снижению вредного воздействия этого источника на воздушный бассейн. В настоящее время в качестве таких средств на практике широко применяются установки очистки пылегазовых выбросов.

Техническими средствами снижения количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, являются установки для очистки и обезвреживания пылегазовых выбросов. Они представляют собой комплекс сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для очистки поступающего из промышленного источника газа или превращения в безвредное состояние веществ, загрязняющих атмосферу.

В зависимости от агрегатного состояния улавливаемого или обезвреживаемого вещества установки подразделяются на газоочистные и пылеулавливающие.

Аппарат очистки газа - элемент установки, в котором непосредственно происходит избирательный процесс улавливания или обезвреживания веществ, загрязняющих атмосферу. В соответствии с классификацией, приведенной в ПЭУ [3], аппараты очистки газов разделяются на семь групп в зависимости от метода очистки газов:

• первая (С) - сухие механические пылеуловители (гравитационные, сухие инерционные и ротационные);
• вторая (М) - мокрые пылеуловители (инерционны, пенные, конденсационные), скрубберы (механические, ударно-инерционные, полые, насадочные, центробежные), скрубберы Вентури и т.п.;
• третья (Ф) - промышленные фильтры (рукавные, волокнистые, карманные, зернистые) с регенерацией (импульсной, обратной продувкой, ультразвуком, с механо - и вибровстряхиванием и т.п.);
• четвертая (Э) - электрические пылеуловители (сухие и мокрые электрофильтры);
• пятая (X) - аппараты сорбционной (химической) очистки газа от газообразных примесей (адсорберы, абсорберы);
• шестая (Т) - аппараты термической и термокаталитической очистки газа от газообразных примесей (печи сжигания, каталитические реакторы и т.п.);
• седьмая (Д) - аппараты других методов очистки.

Источниками загрязнения атмосферы выбросами машиностроительных предприятий являются различное оборудование и агрегаты практически на всех стадиях технологических процессов, применяемых в машиностроительном производстве. Основные загрязнители воздушного бассейна - чугуно- и сталеплавильные агрегаты, оборудование смесеприготовительных отделений литейных цехов, установки по термической обработке металлов и кузнечно-прессового производства, агрегаты для сварки, наплавки, резки, напыления и пайки металлов, металлорежущие станки, оборудование окрасочных цехов, а также другие источники. При этом в атмосферу выбрасываются пыль, твердые и жидкие аэрозоли, различные газообразные примеси.В качестве примера источником выбросов вредных веществ в атмосферу рассматриваются чугунолитейные агрегаты (вагранки).

 

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В чугунолителных цехах в качестве плавильных  агрегатов применяют водоохлаждаемые вагранки различного типа и другое оборудование. В данной работе предполагается, что основным источником выбросов вредных веществ в атмосферу являются вагранки. Модификации вагранок различаются типом дутья, видом используемого топлива, конструкцией горна, шахты, колошника. Это предопределяет состав исходных и конечных продуктов плавки, а следовательно, количество и состав отходящих газов, их запыленность .

В табл. 1.1 приведена характеристика ваграночных газов для нормального ряда вагранок.

Таблица 1.1 – Характеристика ваграночных газов.

Показатель	Вариант
	9
Среднее количество выбрасываемых газов Q, тыс. м3/ч	27
Температура газов (после искрогасителя) tг,°С	300
Среднее количество q, кг/ч:
пыль нетоксичная	200
оксид углерода	1500
диоксид серы	23
диоксид азота	2,2

Диапазон значений дисперсного состава пыли в ваграночных газах приведен в табл. 1.2, из которой видно, что ваграночная пыль отличается широким спектром дисперсности, но основу выбросов составляют крупнодисперсные частицы, т.е. частицы размером более10 мкм, независимо от типа дутья.

  Таблица 1.2 – Дисперсный состав ваграночной пыли (массовая доля, %)

Размеры частиц, мкм	Дутье
	Горячее	Холодное
0…5	16,6	-
5…10	13,3	2,4
10…25	16,0	6,2
25…50	13,2	21,8
> 50	40,9	69,6
Итого:	100,0	100,0

 

Химический состав ваграночной пыли различен и зависит от состава металлозавалки, шихты, вида топлива, условия работы вагранки. В основном эта пыль состоит из оксидов  кремния, железа, кальция, алюминия, магния и марганца, а также из углерода.

Дополнительные исходные данные для определения величин  ПДВ приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3 – Исходные данные для определения ПДВ.

Вариант задания	Фоновая концентрация Сф, мг/м3	Высота трубы Н, м	Диаметр устья Д, м	Температура воздуха tв, °С	Город, регион
9	0,001	15	0,55	22,9	г. Донецк

 

 

2 РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ПДВ ВРЕДНЫХ  ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ИЗ ОДНОГО ИСТОЧНИКА

Алгоритм расчета ПДВ составлен на основании разработанной  Госкомгидрометом методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных  предприятий, изложенной в ОНД-86 [4].

Расчет позволяет определить величину ПДВ вредного вещества из одиночного источника при заданных высоте дымовой трубы и фоновой концентрации данного вредного вещества в приземном слое воздуха, г/с:

,                                   (2.1)

где:

• ПДК - прдедельно допустимая (максимальная разовая) концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, мг/м3 (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

Вещества	Предельно допустимая концентрация, мг/м3		Класс опасности
	Максимальная разовая	Среднесуточная
Диоксид азота	0,085	0,04	2
Взвешенные вещества (нетоксичная пыль)	0,5	0,15	3
Диоксид серы	0,5	0,05	3
Оксид углерода	5,0	3,0	4

• Сф - фоновая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха, мг/м3;
• Н - высота источника выброса (дымовой трубы) над уровнем земли, м;
• V1 - расход газовоздушной смеси, м3/с:

,                                                             (2.2)

где Q – среднее количество выбрасываемой газовоздушной смеси,тыс. м3/ч:

(м3/с);

• Dt – разность темепратур газовоздушной смеси и атмосферного воздуха:

Dt = tг – tв,                                                              (2.3)

где tг , tв – температура соответственно выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси и атмосферного воздуха, °С. tг=300°С (табл. 1.1), tв=22.9°С (табл. 1.3):

Dt=300-22.9=277.1 (°С);

• А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы с2/3 град1/3 мг/г. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ  в атмосферном воздухе максимальна, принимается в зависимости от географического региона местности, где расположен источник загрязнения.А=200;
• F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздуха, для газообразных вредных веществ и мелкодиспероных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которих практически  равна нулю) принимается равным - 1;
• m, n - безразмерные коэффициента, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Значения коэффициентов m  и n определяются в зависимости  от таких параметров:

,                                                             (2.4)

где, D - диаметр устья источника выброса (см. табл.1.3), м:

.

 

,                                                    (2.5)

.

,                                            (2.6)

.

Коэффициент m зависит от параметра f:

при f<100  -                 ,                                          (2.7)

.

Коэффициент  n  при  f <100 зависит от величины Vм:

при Vм≥2               ,                                                                                   (2.8)

По найденному значению ПДВ можно определить требования к концентрации вредных веществ на выбросе системы пылегазоулавливания. Зная концентрацию вредных веществ на выбросе из системы пылеулавливания, сделать вывод о необходимости рчистки и подобрать систему очистки выбросов от загрязняющих веществ.

Рассчитываем величины ПДВ вредных веществ:

 

	(мг/м3).
	(мг/м3).
	(мг/м3).
	(мг/м3).