Министерство промышленности
строительных материалов СССР Научно-исследовательский и
проектный институт по газоочистным сооружениям, ВРЕМЕННОЕ МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ Новороссийск – 1985
ВВЕДЕНИЕ Методическое пособие предназначено для ориентировочных расчетов количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу неорганизованными источниками предприятий промышленности строительных материалов. Она может быть использована также при проведении инвентаризации выбросов путем расчета их количественных характеристик в тех случаях, когда прямые методы измерений по каким-либо причинам затруднены. Временное методическое пособие разработано институтом НИПИОТстром на основании материалов натурных замеров, проведенных в 1981 - 1982 г.г., и анализа литературных источников. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов подготовлено группой авторов - сотрудников НИПИОТстрома Н.Л. Орловым, А.С. Гавриловой, В.Д. Чебурковой, Л.Н. Перестюк. Временное методическое пособие разработано в соответствии с этапом 03.06 Д1д по заданию 03 проблемы 0.85.04 ГКНТ «Создать и внедрить эффективные методы и средства контроля загрязнения окружающей среды» С введением в действие настоящего «Временного методического пособия ...» утрачивает силу «Временное методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов», выпуска 1982 г. 1. Перечень основных источников неорганизованных выбросов и выделяющихся вредных веществ на предприятиях отраслиОсновными вредными веществами, поступающими от неорганизованных стационарных источников загрязнения окружающей среды в промышленности строительных материалов являются пылевыбросы и газообразные компоненты (СО, SOx, NOx и др.), выделяющихся при работе карьерного транспорта и буро-взрывных работах. Расчет объема неорганизованных выбросов необходим для учета допустимых валовых выбросов предприятий, расположенных в зонах повышенного загрязнения атмосферы. В промышленности строительных материалов источниками неорганизованных выбросов являются узлы пересыпки материала; перевалочные работы на складе; хранилища пылящих материалов; узлы загрузки продукции в неспециализированный транспорт навалом, хвостохранилища; карьерный транспорт и механизмы; дороги с покрытиями и без покрытия; погрузочно-разгрузочные работы; бурение шпуров и скважин; взрывные работы. Пыль, образующаяся при бурении, взрывных работах, пилении камня, погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке и других работах, характеризуется широким диапазоном размера частиц - от 1 - 2 мм до долей микрона. В атмосферу обычно поступает пыль, размер частиц которой менее 10 мкм Крупные частицы или сразу падают на почву, или оседают из воздуха через непродолжительное время. Вынос в атмосферу мельчайших минеральных частиц пыли в свободном состоянии в виде аэрозолей загрязняет воздушное пространство главным образом вблизи предприятий и на непродолжительное время, но наносят определенный ущерб народному хозяйству. Пыль оседая на землю, поверхность водоемов, зданий, сооружений, выступает в основной своей роли - источника загрязнения почвы и водоемов, что предопределяет накопление вредных веществ до и выше предельных концентраций. 2. Организация работ по контролю промышленных выбросов в атмосферуНа крупных предприятиях строительных материалов рекомендуют организовывать службу пылеулавливания (подразделения по охране природы) или возложить ответственность за эти работы на санитарно-промышленные лаборатории. План организации контроля разрабатывается предприятием на основании требований местных органов санитарного надзора, УГКС и Госинспекции по охране атмосферного воздуха и согласовывается с ними. Выполнение природоохранных мероприятий контролируется главным инженером предприятия. Определение химического состава и запыленности карьеров и производственной территории можно производить как путем отбора проб воздуха на рабочих местах в карьере с последующим его анализом в лаборатории, так и с помощью переносных приборов, позволяющих определить содержание вредных примесей и пыли непосредственно на месте замера. Отбор проб необходимо производить в соответствии с инструкцией по определению загазованности и запыленности атмосферы карьеров. При отборе проб приемное устройство аппаратуры пылевого и газового контроля должно помещаться в зоне дыхания рабочих (т.е. примерно на высоте 1 - 1,7 м). Запыленность воздуха определяется весовым методом путем протягивания определенного объема исследуемого воздуха через фильтр и взвешивания фильтра в лаборатории до и после отбора проб. Протягивание воздуха осуществляется или электрическим аспиратором, или аспиратором эжекторного типа. В качестве фильтров используются фильтры АФА-18 или АФА-10, изготовляемые из ткани ФПП. Минимальная навеска пыли на фильтрах должна быть не менее 1 - 2 мг. Основными недостатками весового метода определения запыленности воздуха длительность отбора пробы и невозможность определения концентрации пыли на рабочем месте. Почти все применяемые для контроля запыленности и загазованности атмосферы карьеров и производственных территорий метод и приборы не позволяют получить оперативную информацию. Оперативный, комплексный контроль вредных примесей в атмосфере карьеров и производственных территорий следует осуществлять с помощью передвижной лаборатории, оснащенной новейшими приборами экспрессного пылевого и газового контроля. Замеры параметров и состава выбросов от неорганизованных источников проводятся один раз в квартал. 3. Источники типа: склады, хвостохранилищаОбщий объем выбросов для них можно охарактеризовать следующим уравнением
где
1 Учитывать только площадь, на которой производятся погрузочно-разгрузочные работы Таблица № 1
Зависимость величины К3 от скорости ветра
Зависимость величины К4 от местных условий
2 При переводе неорганизованных источников узла пересыпки в организованные считать выброс пыли в атмосферу до 30 %. Таблица № 4 Зависимость величины К5 от влажности материалов
3 Песок для складов при влажности 3 % и более выбросы не считать. Таблица № 5 Зависимость величины К7 от крупности материала
Склады и хвостохранилища рассматриваются как равномерно распределенные источники пылевыделений. 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 Зависимость величины q' при условии К3 = К5 = 1
Зависимость величины В' от высоты пересыпки
4. Пересыпка пылящих материаловИнтенсивными неорганизованными источниками пылеобразования являются пересыпки материала, погрузка материала в открытые вагоны, полувагоны, загрузка материала в открытые вагоны, грейфером в бункер, разгрузка самосвалов в бункер, ссыпка материала открытой струей в склад и др. Объемы пылевыделений от всех этих источников могут быть рассчитаны по формуле 4 [2]: q = K1 ´ K2 ´ K3 ´ K4 ´ K5 ´ K7 ´ G ´ 10-6 ´ B'/3600, г/с (2) где К1, К2, К3, К4, К5, К7 - коэффициенты, аналогичные коэффициентам в формуле (1), G - производительность узла пересыпки, т/ч, В' - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки и принимаемый по данным табл. 7. 4.1. Пересыпка угля4 __________ 4 Методика определения удельных выбросов вредных веществ в атмосферу на единицу продукции при подземной добыче угля и сланца», ВНИИОСуголь, Пермь, 1978. При пересылках, погрузке и разгрузке угля на технологическом комплексе поверхности угольных шахт удельный выброс пыли определяется по формуле: Jyi = E ´ Ayi/Пу, кг/т (3) где Ayi - количество угля, прошедшего через i-ую точку пересыпки (погрузки, разгрузки), т/ч; Пу - добыча угля на шахте, т/ч; Е - удельное пылевыделение, кг/т, определяемое следующим образом Е = а ´ wpn + С, кг/т (4) где а, n, С - эмпирические параметры, значения которых для углей разных марок представлены в таблице 8; wp - влажность угля, %. Удельное пылеобразование при пересылках, погрузке, разгрузке рядового угля или смеси нескольких стандартных классов рассчитываются по формуле E = åEi ´ Yi/100, кг/т (5) где Ei - удельное пылевыделение i-гo стандартного класса крупности угля, кг/т, Yi - доля i-го класса крупности в смеси угля, %. Значения параметров n, а, С для определения удельного пылевыделения (Е)
При постоянной интенсивности источника пылевыделения уровень местного загрязнения атмосферы является функцией скорости воздуха в месте расположения источника, направления воздушного потока, степени его турбулентности, расстояния от очага пылевыделения до места отбора пробы воздуха [10]. С возрастанием скорости воздушного потока до наступления равновесия преобладает процесс рассеивания выделяемой источником пыли, и ее концентрация в воздухе снижается. При дальнейшем возрастании скорости потока начинает преобладать процесс сдувания пыли и запыленность воздуха увеличивается. Процесс сдувания пыли весьма сложен, его интенсивность зависит от целого ряда факторов: дисперсного состава пыли и формы пылинок, ее минералогического и химического состава, удельного веса, физико-химических свойств, величины сил адгезии, скорости воздушного потока, уровня его запыленности и т.д. Основным из этих факторов являются скорость воздушного потока, так как сдувание пыли происходит лишь в том случае, когда действие аэродинамических сил на пылинку превышает действие всех остальных сил. На рис. 1 представлена зависимость интенсивности сдувания от скорости ветра для пыли различных материалов. Наибольшая сдуваемость и наименьшая критическая скорость характерны для пыли угля и графита, а наименьшая сдуваемость и наибольшая критическая скорость - для пыли клинкера. Относительно высокая сдуваемость пыли угля может быть объяснена ее меньшим объемным весом и гидрофобностью. При построении графической зависимости была использована средняя многолетняя повторяемость ветра по градациям скоростей для г. Новороссийска. Сдувы определяются как выбросы при статическом хранении материала. q = K3 ´ K4 ´ K5 ´ K6 ´ K7 ´ q' ´ F, г/с (6) рис. 1.
Зависимость удельной сдуваемости пыли от скорости 1 - уголь, графит, 2 - гипс, мел,
песчаник, известь, известняк (мягкий), 5. КарьерыКарьеры можно рассматривать, как единые источники равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных выемочно-погрузочных и буро-взрывных работ 5.1. Выбросы пыли при автотранспортных работахДвижение автотранспорта в карьерах обслуживает выделение пыли, а также газов от двигателей внутреннего сгорания. Пыль выделяется в результате взаимодействия колес с полотном дороги и сдува ее с поверхности материала, груженного в кузов машины. Общее количество пыли, выделяемое автотранспортном в пределах карьера, можно характеризовать следующим уравнением: Q = C1 ´ C2 ´ C3 ´ N ´ α ´ q1 ´ C6 ´ C7/3600 + (C4 ´ C5 ´ C6 ´ q'2 ´ F0 ´ n), г/с (7) где
Зависимость C1 от средней грузоподъемности автотранспорта
Зависимость С2 от средней скорости транспортирования
Зависимость C5 от скорости обдува кузова
5 Песок для складов при влажности 3 % и более выбросы не считать. Таблица № 11 Зависимость С3 от состояния дорог
5.2. Выбросы токсичных газов при работе карьерных машинРасход топлива в кг/час на одну л.с. мощности составляет ориентировочно для карбюраторных двигателей 0,4 кг/лс.ч и для дизельных двигателей - 0,25 кг/лс.ч Количество выхлопных газов при работе карьерных машин составляет 15 - 20 кг на 1 кг израсходованного топлива Приближенный расчет количества токсичных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, можно производить, используя коэффициенты эмиссии6, приведенные в табл. 13 6 Данные заимствованы в «Инструкции по определению вредных веществ, выбрасываемых автотранспортом», разработанной ГГО Главгидрометеослужбы Таблица № 13 Выбросы вредных веществ при сгорании 1 т топлива
где n1, n2, n1 - количество одновременно работающих буровых станков различных систем; z1, z2, z1 - количество пыли, выделяемое из скважин перед пылеочисткой, г/ч; h1, h2, h1 - эффективность установленного пылеочистного оборудования (табл. 15). Таблица № 14 Интенсивность пылевыделения некоторых машин в карьерах7
7 Заимствовано из монографии В.С. Никитина «Методика определения интенсивности пылевыделения различных источников непрерывного действия в карьерах», Москва, 1964. Таблица № 15 Значение h для расчета объема пылевыбросов при бурении
5.5. Выбросы пыли при взрывных работахВзрывные работы сопровождаются массовым выделением пыли. Большая мощность пылевыделения обуславливается кратковременное загрязнение атмосферы, в сотни раз превышающее ПДК. Для расчета единовременных выбросов пыли при взрывных работах можно воспользоваться уравнением (11): Q4 = а1 ´ а2 ´ а3 ´ а4 ´ Д ´ 106, г (11) где a1 - количество материала, поднимаемого в воздух при взрыве 1 кг ВВ (4 - 5 т/кг), а2 - доля переходящей в аэрозоль летучей пыли с размером частиц 0 - 50 мкм по отношению к взорванной горной массе (в среднем а2 = 2 ´ 10-5), a3 - коэффициент, учитывающий скорость ветра в зоне взрыва (а3 = К3), см табл. 2, a4 - коэффициент, учитывающий влияние обводнения скважин и предварительного увлажнения забоя (табл. 16), Д - величина заряда ВВ, кг. Значение коэффициента а4, учитывающего влияние обводнения скважин и предварительного увлажнения забоя
Поскольку длительность эмиссии пыли при взрывных работах невелика (в пределах 10 мин), то эти загрязнения следует принимать во внимание в основном при расчете залповых выбросов предприятия. Количество газовых примесей, выделяющееся при взрывах, можно рассчитать, используя данные таблиц 17 и 18.
Примечание. Удельный вес образующихся газовых примесей gСО = 1,25 кг/нм3, gNO2 = 2,05 кг/нм3, gSO2 = 2,67 кг/нм3. ЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате выполнения этапа 03.06 Д1д задания 03 проблемы 0.85.04 ГКНТ «Создать и внедрить эффективные методы и средства контроля загрязнения окружающей среды» было разработано временное методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. В пособии определены основные источники неорганизованных выбросов, приведены формулы расчета для разных типов источников (склады, узлы пересыпки, погрузочно-разгрузочные работы, карьерный транспорт и механизмы и т.д.), даны коэффициенты, учитывающие долю пылевой фракции в материале, местные метеоусловия, степень защищенности узла от внешних воздействий, влажность, крупность материала, высоту пересыпки и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1 Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1979. 2 Лейте В. Определение загрязнений воздуха в атмосфере и на рабочем месте. Л., «Химия», Ленинградское отделение, 1980. 3 ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосферы. 4. Гусев А.А., Товпенцева А.Г. Исследование загазованности атмосферы вблизи предприятий методом моделирования с применением меченых атомов. Водоснабжение и санитарная техника, 1972, № 8, стр. 30. 5 Никитин B.C. Расчет концентраций при проектировании низких факельных выбросов промышленных предприятий. Водоснабжение и санитарная техника. 1978, № 8, стр. 23. 6 Тишкин В.С. Расчет вентиляционных и технологических факельных выбросов. Водоснабжение и санитарная техника. 1979, стр. 12. 7 Указания по расчету в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. М., Стройиздат, 1975. 8 Определение удельных выбросов вредных веществ на Велико-Анадольском огнеупорном и Красноармейском динасовом заводах. Отчет УкрНИИО, Харьков, 1980. 9 Исследование неорганизованных выбросов, взрывобезопасности, санитарно-гигиенических условий труда и выдача исходных данных для проектирования опытно-промышленной установки термоподготовки и трубопроводной загрузки шихты Отчет № 79034816, Макеевка, 1980. 10 Никитин B.C., Левинский О.Б., Суслов Н.В. Обеспыливание атмосферы карьеров. Ташкент, 1974, стр. 39 - 47. 11 Исследования на моделях укрытий конвертеров ММК емкостью 400 тонн. Отчет ВНИПИ Черметэнергоочистка (ВНИПИ ЧЕО), руководитель работы с.н.с Медяная С.И., УДК 628511.669.184, № Гос. регистрации 80025743, инв. № Б 958518, Харьков 1981, 71 с. 12 Улавливание и очистка неорганизованных выбросов в электросталеплавильном производстве за рубежом. Обзорная информация. Черметинформация, Вып. 2 М., 1982. Серия Защита воздушного и водного бассейнов от выбросов металлургических заводов. 13 Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1975. 14 Охрана окружающей среды. Справочник. Составитель Л.П. Шариков. Изд-во «Судостроение», Л., 1978.
СОДЕРЖАНИЕ
|