Методические указания Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч – скачать бесплатно

Количество оксидов серы и SO₃, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата при сжигании твердого или жидкого топлива, в пересчете на SO₂ , определяется по формуле:

(3.3)

где В – расход натурального топлива, т/год, г/с; S^р – содержание серы в топливе на рабочую массу, %; η’_з – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива; η^’’_з – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе.

Доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива определяется по приложению. Доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе, для сухих пылеуловителей (электрофильтров, циклонов) принимается равной 0; в мокрых золоуловителях (циклонах, трубах Вентури и др.) она зависит от расхода и общей щелочности орошающей воды, а также приведенной сернистости топлива, и определяется с помощью номограммы, изображенной на рисунке 3.2.

Приведенная сернистость топлива – количество серы в килограммах на 1 Мега джоуль тепла, который можно получить при сжигании этого топлива. Она равно отношению содержания серы в топливе к низшей теплоте его сгорания и определяется по формуле:

(3.4)

При наличии в топливе сероводорода выбросы дополнительного количества оксидов серы в пересчете на SO₂ рассчитывают по формуле:

(3.5)

где H₂S – содержание сероводорода в топливе, %.

Пример 12. Определить количество оксидов серы, выбрасываемое с дымовыми газами от котлоагрегата при сжигании в нем мазута с теплотой сгорания Q_н^р =4200 кДж/кг (1000 ккал/кг) и сернистостью S^p = 1,5 %. Расход топлива 3300000 т/год, 700 кг/ч. Отходящие дымовые газы после котлоагрегата промываются водой с щелочностью 5 мг·экв/л.

Решение. Приведенная сернистость топлива равна кг/МДж. Доля оксидов серы, связываемых летучей золой η’_з = 0,02; Степень улавливания оксидов серы в мокрых золоуловителях при щелочности 5 мг·экв/л по рисунку 3,2 составляет 2%, отсюда η^’’_з = 0,02.

Количество оксидов серы, выбрасываемых в воздух:

За 1 с: G_SO2 = 0,02·700·1,5·(1-0,02)·(1-0,02)·1000/3600 = 5,6 г

За 1 год: G_SO2 = 0,02·3300000·1,5·(1-0,02)·(1-0,02) = 95 т.

Количество оксида углерода, выбрасываемого в единицу времени (т/год, г/с) при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч определяется по формуле:

(3.6)

где В – расход топлива, т/год, г/с; q₄ – потери теплоты, вызванные механической неполнотой сгорания топлива, %; С_СО – выход оксида углерода при сжигании топлива, кг/т или кг/тыс. м³ топлива:

(3.7)

где q₃ – потери теплоты, вследствие химической неполноты сгорания топлива, %; R – коэффициент, учитывающий потери теплоты, обусловленные присутствием в продуктах неполного сгорания оксида углерода (принимается для твердого топлива 1,0; газа 0,5; мазута 0,65); – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/м³.

Для ориентировочной оценки выброса оксида углерода М_со , т/год или г/с, можно воспользоваться формулой:

(3.8)

где k_CO – количество оксида углерода, образующегося на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, кг/кДж.

Пример 13. Определить количество оксида углерода, выбрасываемое с дымовыми газами от парового котла при сжигании в нем природного газа Тюменского месторождения с теплотой сгорания Q_н^р =35,7 кДж/м³. Расход топлива 180 м³/ч; 470000 м³/год.

Решение. Количество оксида углерода, образующегося на единицу тепла для паровых котлов при сжигании природного газа kCO = 0,25 кг/кДж. Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива для камерной топки равны 0,0. Количество оксида углерода, выбрасываемого с дымовыми газами:

При сжигании 1 м³ природного газа:

G_CO = 0,25 · 35,7 · (1 – 0,0/100) = 8,88 г/м³

За 1 с: G_CO = 8,88 · (180/3600) = 0,444 г

За 1 год: G_CO = 0,001 · 470 · 0,25 · 35,7 · (1 – 0,0/100) = 4,174 т

Концентрация оксидов азота быстро возрастает с повышением температуры и достигает существенных значений при температуре выше 1750°C. При этом наибольшую концентрацию имеет низший оксид NO, а содержание высших окислов NO₂ и N₂O₅ незначительно.

Образовавшийся в ядре горения топочной камеры NO практически не может быть окислен кислородом дымовых газов за то короткое время, в течение которого газы движутся в дымовой трубе. Поэтому в атмосферу в основном выбрасывается в основном оксид NO, который постепенно может окисляться до NO₂ при движении в атмосферном воздухе.

Количество оксидов азота тем не менее определяется в пересчете на NO₂. Оно рассчитывается по формуле:

(3.9)

где В – расход топлива за рассматриваемый период времени, т/год, тыс. м³/год, м³/с, 7/с; – теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/м³; – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж; β – коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов оксидов азота в результате технических решений.

Значение определяется с помощью рисунка 3.3 для различных видов топлива, в зависимости от нагрузки котлоагрегатов.

При нагрузке котла, отличающейся от номинальной, следует умножать на или на , где Q_ф, Q_н – соответственно фактическая и номинальная теплопроизводительность, кВт; D_ф, D_н – соответственно фактическая и номинальная паропроизводительность, т/ч.

Количество оксидов ванадия в пересчете оксид ванадия пятивалентного – V₂O₅ выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени (т/год, г/с), производят по формуле:

(3.10)

где – содержание оксидов ванадия в жидком топливе в пересчете на V₂O₅, г/т; – коэффициент оседания оксидов ванадия на поверхностях нагрева котлов (для котлов с промежуточными пароперегревателями, поверхность которых очищают в остановленном состоянии коэффициент равен 0,07; для котлов без промежуточных пароперегревателей при тех же условиях очистки 0,05; в остальных случаях – 0); – доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов.

В отсутствие результатов анализа топлива содержание оксидов ванадия ориентировочно определяют по формуле:

(3.11)

где – содержание серы в мазуте в пересчете на рабочую массу, %.

Формула 11 справедлива для мазута с > 0,4%.

Пример 14. Определить количество выбросов пятиоксида ванадия при сжигании мазута сернистостью 2,0% в котлоагрегате без промежуточных пароперегревателей и устройства для очистки дымовых газов. Производительность котлоагрегата 46 тонн пара в час, расход топлива 3 т/ч и 13600 т/год.

Решение. Содержание пятиоксида ванадия в сжигаемом топливе:

г/т

Коэффициент оседания оксидов ванадия на поверхности котла без пароперегревателей =0,05.

Количество оксидов, выбрасываемых с дымовыми газами:

за 1 с: г

за 1 год: т/год

В отличие от стационарных источников загрязнения загрязнения, привязанных к определенным площадкам, автомобиль является движущимся источником, широко встречающимся в жилых районах и зонах отдыха. Автомобильные газы представляют собой сложную смесь токсичных компонентов, основными из которых являются азот, кислород, пары воды, диоксиды углерода и азота, углеводороды, альдегиды и другие вещества. Примерный состав выхлопных газов приведен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Примерный состав выхлопных газов

карбюраторных и дизельных двигателей, %

^* В г/м³

^**В мкг/м³

Состав выхлопных газов колеблется в значительной степени и зависит от типа двигателя, режима его работы и нагрузки, технического состояния, качества топлива, квалификации и опытности водителя. При этом основными вредными компонентами выхлопных газов являются оксид углерода (СО) и оксиды азота.

При оценке загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта используются установленные удельные значения газовых выбросов.

Расчет выбросов в режиме холостого хода

Для характерного для сельскохозяйственных предприятий одноэтажных гаражей, в которых выбросы происходят в режиме холостого хода автомобилей, расчет загрезнения производится по формуле:

(3.12)

где g – удельное количество вредных веществ, отнесенное к одному выезду из помещения и условной мощности двигателя в 1 лошадиную силу, то есть г/л.с. на 1 выезд (см. приложения); N – мощность двигателя автомобиля, л.с.; k – число выездов автомобилей из гаража в течение 1 часа, выезд/час; с – коэффициент для учета интенсивности движения автомобилей (см. приложения).

При смешенном парке карбюраторных и дизельных автомобилей количество одноименных вредных веществ считают раздельно, а затем суммируют.

Основой для расчета выбросов выхлопных газов при движении автомобилей является средний удельный выброс по автомобилям отдельных групп (легковые, автобусы, грузовые). При этом выброс вредных веществ корректируется в зависимости от технического состояния автомобилей, их среднего возраста, влияния природно-климатических условий на интенсивность.

В настоящее время коэффициент влияния природно-климатических условий принимается равным 1.

Для автомобилей парка сельскохозяйственного предприятия масса выброшенного за расчетный период вредного j-го вещества при наличии в группе автомобилей с различными типами двигателей внутреннего сгорания (карбюраторными, дизельными, газовыми) определяется по формуле:

(3.13)

где i – число автомобилей; m_ijk – удельный выброс j-го вредного вещества автомобилем i-ой группы с двигателем k-ого типа на расчетный период, включая пробеговый выброс с учетом картерных выбросов и испарений топлива, г/км; z_ik– пробег автомобилей i-ой группы с двигателем k-ого типа за расчетный период, млн. км; k₁·k₂ – произведение коэффициентов влияния технического состояния и среднего возраста автомобилей на выброс j-го вредного вещества автомобилями i-ой группы с двигателем k-ого типа.

Для специальных грузовых автомашин, работающих без значительного перемещения (автокраны и др.), количество выбрасываемых веществ должно рассчитываться по условному эквивалентному пробегу аналогичных двигателей и удельному расходу топлива на 1 км.

Одним из источников загрязнения атмосферного воздуха в процессе эксплуатации оросительных систем и орошаемых сельскохозяйственных угодий может являться стационарный или передвижной дизельный двигатель в блоке с генератором электрической энергии (дизельгенератор), применяющийся в качестве источника энергии для головной или подкачивающей насосной станции. Расчет выбросов от этого дизельгенератора проводится согласно «Методике расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок» (1990).

В соответствии с этой методикой производится расчет максимальных разовых выбросов за 20-ти минутный период времени работы дизельгенератора и валовых выбросов в атмосферу стационарной дизельной установкой за год эксплуатации.

Расчеты выполняются для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами стационарных дизельных установок:

1. оксид углерода (СО);

2. оксиды азота (в пересчете на NO₂);

3. углеводороды (C_nH_m);

4. сажа (C);

5. диоксид серы (SO₂);

6. формальдегид (CH₂O);

7. бенз(a)пирен (БП).

Максимальный выброс i-того вещества (г/с) стационарной дизельной установкой определяется по формуле:

(3.14)

где е_Мi – удельный выброс i-го вредного вещества на единицу полезной работы стационарной дизельной установки на режиме номинальной мощности, г/кВт·ч; Р_Э – эксплуатационная мощность стационарной дизельной установки, значение которой берется из технической документации завода изготовителя. Если в технической документации не указывается значение эксплуатационной мощности, то принимается значение номинальной мощности стационарной дизельной установки, кВт; Д_о – доля очистки, процент вредного вещества, удаляемый с помощью применения специальных техзнических средств (приводятся в приложении).

Валовый выброс вещества за год (т/год) стационарной дизельной установкой определяется по формуле:

(3.15)

где е_Эi– удельный выброс i-го вредного вещества, приходящегося на один кг дизельного топлива, при работе стационарной дизельной установки с учетом совокупности режимов, составляющих эксплуатационный цикл, (г/кг.топл.); G_T– расход топлива стационарной дизельной установкой за год (расчетный), т/год.

Расход топлива стационарной дизельной установкой насосной станции оросительной системы за расчетный год определяется по формуле:

(3.16)

где g – расход топлива на производство 1 кВт∙ч электроэнергии для данной дизельгенераторной установки, г/ кВт∙ч; Т – продолжительность работы дизельгенераторной установки, ч.

Удельные выбросы вредных веществ в атмосферный воздух и расходы топлива на производство 1 кВт∙ч электроэнергии в зависимости от типа (группы), марки и состояния приводятся в приложениях. В случае, когда применяется дизельгенераторная установка, произведенная в странах Евросоюза, США или в Японии и соответствующая природоохранным требованиям этих стран, значения выбросов могут быть уменьшены:

1. для оксида углерода (СО) в 2 раза;

2. для оксидов азота (в пересчете на NO₂) в 2,5 раза;

3. для углеводородов (C_nH_m), сажи (C), формальдегида (CH₂O) и бенз(a)пирена (БП) в 3,5 раза.

Продолжительность работы дизельгенераторной установки определяется расчетами режимов орошения поливных культур и зависит от климатических условий и потребности растений во влаге. В данном случае этот параметр задается в исходных данных.

Пример 15. По расчетам для нужд подкачивающей насосной станции достаточно дизель-электрического агрегата марки 2Э-16А мощностью 16 кВт. Агрегат предполагается приобрести новый, до капитального ремонта. Среднегодовая продолжительность работы дизельгенераторной установки составляет 3360 часов. Спкециальных методов

Решение. Согласно классификации стационарных дизельных установок дизель-агрегат относится к группе А. Удельный расход топлива для данной марки дизельгенератора составляет 338 г/кВт∙ч. Специальных технических решения для очистки выхлопных газов дизеля не применялось, Д_о = 0%.

Тогда .

Годовой расход топлива: 18,17 т/год.

Величина максимального выброса (г/с):

оксид углерода: 0,032

оксиды азота: 0,0458

углеводороды: 0,0160

сажа: 0,0031

диоксид серы: 0,0049

формальдегид: 0,0007

бенз( )пирен (БП): 5,78∙10^-8

Величина валового выброса (т/год):

оксид углерода: 0,5451

оксиды азота: 0,7813

углеводороды: 0,2725

сажа: 0,0545

диоксид серы: 0,0817

формальдегид: 0,0109

бенз( )пирен (БП): 10^-6

Под механической обработкой материалов понимают процессы резания (точение, фрезерование, сверление, строгание), абразивной обработки (обдирка, заточка, шлифование, полировка), а также ряд других, связанных с изготовлением изделий из неметаллических материалов.

При механической обработке материалов источниками выделения вредных веществ в атмосферу являются различные металлорежущие и абразивные станки, работающие с охлаждением и без него; штамповочно-прессовое и литьевое оборудование для изготовления изделий из пластмасс и пресс-порошков; отдельные виды вспомогательного оборудования.

При работе этого оборудования в воздух выделяются вещества в виде пылей, аэрозолей и туманов масел и других охлаждающих жидкостей, различных газообразных компонентов.

Основу большинства производственных процессов обработки материалов в механических мастерских сельскохозяйственных предприятий составляют процессы резания. Резание таких хрупких материалов, как бронза, чугун, текстолит, стеклопластик, дерево, связано с образованием наряду сос стружкой, размеры которой достигают нескольких миллиметров, довольно мелких пылевых частиц размерами от нескольких до сотен микрометров. Интенсивность образования пыли зависит от ряда технологических факторов: скорости резания, величины подачи режущего инструмента, состава материалов, геометрической формы обрабатываемой детали.

При расчете выбросов вредных веществ при механической обработке материалов учитываются наиболее значимые компоненты.

Так, при механической обработке чугунных деталей рассчитывается и поступление в атмосферу пыли, и выделения аэрозолей масла и эмульсола, используемого при охлаждении. При обработке стальных деталей поступление пыли не учитывается, в связи с относительно малым ее количеством. Не определяется величина выбросов в атмосферу для обработки бронзы, текстолита и других редко используемых материалов.

Для определения выбросов пыли при обработке чугуна используются удельные выделения пыли на единицу оборудования, приводимые в приложении. Расчет производится по формуле:

(3.18)

где М_п.ч. – годовое поступление пыли в атмосферу при обработке чугуна, т/год; t_iр.с. – суммарное годовое время работы металлолорежущих станков i-го типа на обработке чугунных изделий, часов; s_iуд.п. – удельное выделение чугунной пыли для станка i-го типа, г/ч.

Расчет объемов выбросов пыли при обработке бронзы и других хрупких цветных металлов, а также текстолита, проводится аналогично приведенному выше расчету для обработки чугуна.

При резке органического стекла дисковыми пилами в атмосферу выбрасывается 800-950 грамм пыли в час.

Расчет поступления в атмосферный воздух аэрозолей масла при механической обработке металлов с охлаждением производится по формуле:

(3.19)

где М_м. – годовое поступление аэрозоля масла в атмосферу при обработке металлов с охлаждением, т/год; t_iр.с. – суммарное годовое время работы станков i-го типа, часов; s_iм. – удельное выделение аэрозоля масла для станка i-го типа, г/ч.

Расчет поступления в атмосферный воздух аэрозолей эмульсола при механической обработке металлов с охлаждением производится по формуле:

(3.20)

где М_эм. – годовое поступление аэрозоля эмульсола в атмосферу при обработке металлов с охлаждением, т/год; t_iр.с. – суммарное годовое время работы станков i-го типа, часов; s_iэм. – удельное выделение аэрозоля эмульсола для станка i-го типа, мг/ч.

Удельное выделение аэрозолей зависит прямо пропорционально от установочной мощности оборудования, поэтому ее значение для каждого конкретного станка определяется методом линейной интерполяции, по формуле:

(3.21)

где s_i – удельное выделение аэрозолей масла или эмульсола, г/ч или мг/ч; s_min и s_max – минимально и максимальное значение выделений для данного типа оборудования; W_i – установочная мощность станка, кВт; W_min и W_max минимальная и максимальная мощность станков данного типа, кВт.

При абразивной обработке металлов в атмосферу выбрасывается металлическая и абразивная пыль. В зависимости от размеров шлифовальных кругов соотношение металлических и абразивных частиц составляет:

– круг размером 300Х40Х76 – 55% металл, 45% – абразив;

– круг размером 500Х63Х203 – 70% – металл, 30% – абразив;

– круг размером 600Х80Х305 – 80% металл, 20 – абразив.

При расчете каждого вида выбросов сначала определяется их суммарное количество, которое затем делится на металлические и абразивные в нужной пропорции в зависимости от размера круга.

Суммарное количество выбросов пыли при абразивной обработке для одного станка рассчитывается по формуле:

(3.22)

где _. – суммарное количество выбросов пыли при абразивной обработке для одного станка, т/год; t_абр. – суммарное годовое время работы станка, часов; k_п. – концентрация пыли в воздухе при абразивной обработке, г/м³; V_в – объем воздуха, удаляемого вентиляцией из помещения для абразивной обработки, тыс. м³/час.

При деревообработке в атмосферу выделяются следующие вредные вещества:

– опилки, стружка, шлифовальная пыль при механической обработке древесины;

– пары формальдегида, фенола, аммиака при горячем прессовании, намазке, склеивании и сушке шпона;

– пары ароматических углеводородов, эфиры, спирты при отделке изделий.

Количество опилок, стружек и пыли, выделяющихся при механической обработке древесины, зависит от применяемого станка и коэффициента использования машинного времени. При этом фракционный состав пыли, определяющий ее летучесть, зависит, прежде всего, от технологического процесса обработки деревянных изделий (таблица 3.3).

Количество пылевидных отходов (пыль с частицами менее 200 мкм) определяется по формуле:

(3.23)

где G – количество пылевидных отходов, кг/ч; G_о – среднечасовое количество отходов, получаемое от рассматриваемого оборудования, кг/ч; k_п. – коэффициент содержания пылевидных отходов (частицы размером менее 200 мкм).

Таблица 3.3

Фракционный состав пыли, образующейся при различных

технологических операциях механической обработки древесины

Количество пылевидных отходов, поступающих в систему пневмотранспорта или аспирации, определяется по формуле:

(3.24)

где G – количество пылевидных отходов, поступающих в систему аспирации, кг/ч; k_э.м.о.. – коэффициент эффективности работы местного отсоса, определяемый в зависимости от сечения отсоса, объема отсасываемого воздуха и расположения отсоса по отношению к месту выделения вредности.

Расчет коэффициента эффективности местных отсосов в круг решаемых задач не входит, он будет приниматься равным 0,95.

Количество пылевидных отходов, поступающих в атмосферный воздух после очистки в пылеулавливающем оборудовании, определяется по формуле:

(3.25)

где k_э.о.. – коэффициент эффективности пылеулавливающего оборудования.

Годовое поступление пылевидных отходов в атмосферу при деревообработке определяется по формуле:

(3.26)

где G – количество пылевидных отходов деревообработки, поступающих в атмосферу, т/год; G_i – количество пылевидных отходов, поступающих в атмосферный воздух от станки i-го типа после очистки в полеулавливающем оборудовании, кг/ч; n_i – количество деревообрабатывающих станков i-го типа; t_i– суммарное годовое время работы станков i-го типа, часов; k_и.м.в.i – коэффициент использования машинного времени для станков i-го типа.

Пример 17. Определить количество пылевидных отходов, поступающих в атмосферу от аспирационной системы, обслуживающей два одновременно работающих универсальных круглопильных станка Ц-6. Коэффициент эффективности местных отсосов равен 0,9; коэффициент эффективности пылеулавливающего оборудования (циклона), установленного в системе равен 0,95.

Решение. Находим среднечасовое количество отходов по формуле (3.25):

G = 28 · 2 = 56 кг/ч

Определяем количество пылевидных отходов (пыль размером менее 200 мкм) по формуле (3.26). Коэффициент содержания пылевидных отходов определяем по приложению:

G = 56 · 0,3 = 16,8 кг/ч

Количество пылевидных отходов поступающих в систему аспирации:

G = 56 · 0,3 · 0,9 = 15,12 кг/ч

Рассчитываем количество пылевидных отходов, поступающих в атмосферный воздух после очистки в пылеулавливающем оборудовании:

G = 56 · 0,3 · 0,9 · (1-0,95) = 0,76 кг/ч

Годовые выбросы перечисленных веществ составят при 40-часовой рабочей неделе и 52 неделях в году: т/год

При определении выбросов рассчитываются значения выделений десяти основных загрязнителей: микроорганизмов, меркаптанов (по метилмеркаптану), аминов (по диметиламину), аммиака, сероводорода, карбоновых кислот (по капроновой кислоте), карбонильных соединений (по пропионовому альдегиду), меховой пыли, сульфидов (по диметилсульфиду), фенолов (по фенолу). Для отдельных видов животных рассчитываются также выделения летучих органических веществ (ЛОС), метана, углеводородов, диоксида углерода.

Расчет проводится по величинам удельных выделений животных, зависящих от вида животных (свиньи, КРС, МРС, пушные звери), технологического процесса (выращивание, откорм, содержание), периода года и отнесенных к одному центнеру живой массы. Следует отметить, что технологический животноводческий процесс на крупных комплексах обычно проводится в отдельных помещениях для скота, поэтому расчет ведется именно для такого помещения.

Для расчетов необходимо определить общую массу животных, одновременно принимающих участие в конкретном технологическом процессе, и длительность расчетных периодов для данного региона – теплого, переходного, холодного. Месяцы со среднемесячной температурой выше 5°С относятся к теплому периоду года, от -5°С до 5°С – к переходному, ниже –5°С – холодному. В холодный период, находясь в не отапливаемом помещении, животные усваивают на 10-12% больше кормов, чем в теплый, и, соответственно выделяют больше загрязняющих веществ. С другой стороны, навоз и моча животных в холодный период почти не разлагаются, накапливаясь в помещениях или навозохранилищах. В теплый период уменьшаются выделения животных, но резко возрастают выделения накопленного за зимний период навоза, что особенно характерно для северных регионов РФ.

Выбросы подразделяются на организованные (от самих животных) и неорганизованные (от мест хранения и переработки навоза и навозной жижи).

В основу расчета мощности неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от животноводческих комплексов и звероферм положено правило 10% или закон Линдемана, согласно которому около 10% энергии поступает от каждого трофического уровня к последующему. Согласно этому закону животными усваивается от 7 до 17% энергии кормов, остальное органическое вещество будет переработано микроорганизмами. Таким образом, выделения загрязняющих веществ в атмосферу непосредственно от животных составляют примерно 1% от выделений при разложении навоза и мочи.

Мощность выделения крупного животноводческого комплекса или зверофермы складывается из мощностей организованного и неорганизованного промышленного выброса для каждого i-того вещества:

(3.28)

Мощность организованного выброса складывается из мощностей выбросов от каждой группы животных одного вида, находящихся в едином технологическом процессе при одинаковом рационе кормления:

(3.29)

Мощность выброса i-го вещества ( ) рассчитывается по формулам:

, г/с (3.30)

или

, т/год (3.31)

где К – коэффициент перехода от размерности [г/с] к размерности [т/год], равный 31,5; – величины удельного выделения i-того загрязняющего вещества для животных одного вида, участвующих в одном технологическом процессе; N – количество животных; q – средняя масса в центнерах одного животного (произведение q · N может быть заменено на массу всех животных участвующих в технологическом процессе).

Неорганизованные выбросы рассчитываются для крупных свиноводческих комплексов. Мощность неорганизованного выброса i-го вещества складывается из мощностей выбросов за каждый период года и рассчитывается по формуле:

(3.32)

Мощность выброса рассчитывается отдельно для каждого периода года по формуле:

, г/с (3.33)

или

, т/год (3.34)

где С_п – количество суток в расчетном периоде (теплом, переходном, холодном); К_сут – коэффицент для перевода из размерности г/с в размерность т/сут, равняется 0,0864.

Определение концентраций вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, в атмосферном воздухе проводится на примере выхлопных газов стационарной дизель электрической установке (дизельгенератора), расчет максимальных и валовых выбросов от которой приводится в разделе 3.

Согласно ОНД-86, максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м ) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника.

Оно определяется по формуле:

, (3.37)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, соответствует максимальному выбросу (раздел 3), г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H – высота источника выброса над уровнем земли, м, для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м; h – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1; DТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в, °С; V – расход газовоздушной смеси продуктов сгорания, м³/c.

Расход газовоздушной смеси продуктов сгорания рассчитывается по формуле:

, (3.38)

где Q – расход топлива, кг/c; t – время работы установки, 1 с; V₀ – расход воздуха, необходимого для сгорания 1 кг или 1 м³ топлива.

Для угля расход воздуха для сгоранияравен 5,5 м³/кг, дизельного топлива – 10,8 м³/кг, мазута – 8,4 м³/кг, газа – 10 м³/м³;

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается по таблице 3.4.

Таблица 3.4

Значения коэффициента А для различных регионов

Разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в (DТ, °С), определяется для Т_в равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г – по технологическим нормативам. В нашем расчете можно принять DТ = 20°С.

Значение безразмерного коэффициента F принимается по таблице 3.5.

Таблица 3.5

Значения безразмерного коэффициента F

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, v_м, и f_e, которые рассчитываются по следующим формулам:

(3.39)

(3.40)

(3.41)

(3.42)

Коэффициент m определяется в зависимости от значения параметра f по формулам:

При :

(3.43)

При :

(3.44)

Для f_е < f < 100 значение коэффициента m вычисляется при f = f_e.

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от v_м по следующим формулам и соотношениям:

Если v_м ³ 2, то n = 1.

При , n вычисляется по формуле:

(3.44)

При , n вычисляется по формуле:

n = 4,4v_м (3.45)

Расчеты проводятся для всех нормируемых загрязнителей, содержащихся в выхлопных газах дизель электрических агрегатов и контролируемых в данном регионе (таблица 3.6).

Таблица 3.6

Фоновые концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе, мг/м³

Для определения максимальных концентраций и сравнения их с предельно допустимыми значения (ПДК), к рассчитанным значениям с_м следует прибавить фоновые концентрации.

Согласно правилам проведения инвентаризации источников выбросов в атмосферу и оценки загрязнения воздуха, в начале оформляется инвентаризационная ведомость источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, образец которой приведен в таблице 3.7.

Таблица 3.7

Инвентаризационная ведомость источников загрязнения атмосферы

Результаты расчетов сводятся в таблицу, в строках которой – данные по отдельным загрязняющим веществам, столбцы – источники загрязнения. В последнем столбце приводятся суммы годовых объемов выделения загрязняющих веществ. Образец приводится в таблице 3.8.

Таблица 3.8

Ведомость объемов выбросов загрязнителей в атмосферный воздух, т/год

ЛИТЕРАТУРА К ЧАСТИ III

1. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.

2. ГН 2.1.6.1983-05. “Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест”, Минздрав России, М. 2005 г.

3. ГН 2.2.5.1313 – 03. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в возду­хе рабочей зоны (№ 76 от 30.04.03 г.)», Москва, Минздрав, 2003 г.

4. ГН 2.1.6.2309-07 «Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населен­ных мест».

5. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов (по величинам удельных выделений). – СПб.: НИИ атмосфера, 1997, 38 с.

6. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу от животноводческих комплексов и звероферм (по величинам удельных выделений). – СПб.: НИИ атмосфера, 1997, 26 с.

7. Методические рекомендации по проведению первичной экологической экспертизы сельскохозяйственных производственных систем. – М., 1990. – 77 с.

8. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух», СПб., 2005.– 145 с.

9. Миляев, В.Б. Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок / В.Б. Миляев, Н.С. Буренин, В.Н. Ложкин, В.И. Лайхтман // Утверждена министром природных ресурсов РФ 14.02.2001 г. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987, 68 с.

10. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных примесей, содержащихся в выбросах предприятий.– СПб,: ВНИИ Атмосфера.– 1992, 95 с.

11. ОНД-90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы СПб,: ВНИИ Атмосфера.– 1992

12. Порядок определения и применения нормативов платы за загрязнение природной среды на территории РСФСР // Экологический вестник России, №7 1990 г. – М., 1990. – 30 с.

13. Методические рекомендации по проведению инвентаризации и нормированию выбросов в атмосферу для предприятий птицеводческого направления. – СПб.: Минприроды РФ, 31 с.

14. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределения в воздухе. Справ. изд. – М.: Химия, 1991. – 368 с.

15. Шаприцкий В.Н. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы: Справ. изд. – М.: Металлургия, 1990, 416 с.