Выявление качественного состава и освоение методов расчета количества выбросов загрязняющих веществ от различных производств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Загрязнение атмосферного воздуха является самой серьезной экологической проблемой современного города, оно наносит значительный ущерб здоровья граждан, материально - техническим объектам, расположенным в городе (здания, объектам, сооружениям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции, сырью и полуфабрикатам) и зеленым насаждениям.

Многие техногенные вещества, попадающие в воздушную среду города, является опасными загрязнителями. Оно наносит ущерб здоровью людей, живой природе, материальным ценностям. Некоторые из них в силу длительного существования в атмосфере переносится на большие расстояния, из-за чего проблема загрязнения превращается из локальной в международную. В основном это касается загрязнений окислами серы и азота быстрое накопление загрязнителей в атмосфере Северного полушария ( годовой прирост 5% ) породило такое явление как кислые и подкисленные осадки. Они подавляют биологическую продуктивность почв и водоемов, особенно тех из них, которые обладают собственной высокой кислотностью.

Предприятие выбрасывает в воздух оксид углерода, хлор, диоксид азота, сероводород, частицы содержащие цинк, медь, бор и сажу. В следствии этого уменьшается количество поступающей солнечной радиации. Наиболее острой она оказалась в промышленно развитых странах. Так же важно еще, что побочные продукты, отходы производства благодаря очистным установкам вновь могут быть использованы в промышленности. Таким образом, наряду с предупреждением загрязнения атмосферного воздуха решается также задача сбережения ценных веществ и материалов.

Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от количества выбросов вредных веществ, их химического состава, от высоты, на которой осуществляется выбросы, от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.

Для определения воздействия конкретного объекта на загрязнение атмосферного воздуха проводится в свою очередь инвентаризация источников выбросов промышленных предприятий, которая служит исходным материалом для расчета и установки ПДВ в атмосферу. При проведении инвентаризации обследованию подлежат все источники выбросов, содержащие загрязняющие вещества не зависимо от наличия в них пылегазоочистных установок.

Целью курсового проекта является выявление качественного состава и освоения методов расчета количества выбросов загрязняющих веществ от различных производств; обобщение полученных результатов и нанесения расположения источников на план-схему предприятия.



1. Автомобильный транспорт

1.1 Описание технологического процесса

В отличие от промышленных источников загрязнения, привязанных к определенным координатам и отделенных от жилой застройки СЗЗ, автотранспорт является подвижным (нестационарным) источником загрязнения атмосферы, осуществляющим выбросы в центральной части городов, внутри жилых кварталов, в местах массового отдыха.

В автомобиле существует три источника выбросов загрязняющих веществ:

-отработанные газы двигателей;

-картерные газы;

-топливные испарения.

Наиболее существенными из них являются отработавшие газы, их основными, токсичными элементами являются: оксид углерода, оксиды азота, несгоревшие углеводороды, диоксид серы, сажа, соединения свинца, полициклические ароматические углеводороды.

Оксид углерода образуется в результате неполного сжигания топлива в камере сгорания: в обогащенной смеси - из-за неполного сгорания углерода при недостатке кислорода, а в сильно обедненной - из-за неполного распространения пламени. Этому способствует также эффект переохлаждения топливно-воздушной смеси на стенках камеры сгорания.

Количество оксидов азота, образующихся в камере сгорания, зависит от температуры, времени и коэффициента избытка воздуха. Обедненные топливно-воздушные смеси дают наивысшие концентрации оксидов азота, поскольку в них имеется избыточное количество кислорода при относительно высоких температурах горения.

Основной причиной неполного сгорания углеводородов является охлаждение топливной смеси стенками камеры сгорания, непрерывное смешивание топлива и воздуха во время впрыска и сгорания, низкая летучесть дизельного топлива. При этом в атмосферу поступает более 400 видов углеводородных соединений.

Существенные выбросы диоксида серы в дизельных двигателях обусловлены высоким содержанием серы в дизельном топливе.

Сажевый аэрозоль состоит из частиц углерода и тяжелых (жидких) углеводородов. При больших нагрузках на двигатель сажевый аэрозоль в основном составляют частицы углерода, при малых нагрузках увеличивается количество тяжелых углеводородов.

Токсичность выбросов двигателей внутреннего сгорания обусловлена адсорбированными на поверхности частиц углерода полициклическими ароматическими углеводородами, из которых многие канцерогенны.

При использовании этилированных сортов бензина, в атмосферу попадают тетраэтилсвинец и другие соединения свинца, являющиеся сильнодействующими, токсичными веществами.

1.2 Исходные данные

Годовой расход топлива составляет:

- бензина - 27т (легковые специальные автомобили)

- сжиженного нефтяного газа - 67т (автобусы)

- дизельного топлива - 112т (грузовые автомобили)

На предприятии имеется СТО. Определить количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с территории предприятия.

1.3 Расчеты

Количество выбросов загрязняющих веществ с территории предприятия рассчитывается по формуле:



ф w ф -3Мj = ? gjyi * Gi * Ктji * 10 , тi =1

где gjyi - средний удельный выброс j - того ЗВ с единицы расходованного i - того топлива, кг/т - таблица 1.1

Gi - расход i - того топлива автотранспорта предприятия, т/год

Ктji - коэффициент технического состояния автомобилей - таблица 1.2

Таблица 1.1 Значение средних удельных выбросов вредных веществ автомобилями, кг/т

Группа автомобилей	kт CO	kт CmHn	kт NOx	kт C	kт SO2	kт Pb
Легковые специальные автомобили на бензине	1,5	1,5	0,9	-	1	1
Автобусы на СНГ	1,7	1,8	0,9	-	1	1
Грузовые автомобили на дизельном топливе	1,5	1,4	0,95	1,8	1	1

Таблица 1.2 Коэффициент Ктji, учитывающий воздействие технического состояния автомобилей на величину выбросов ЗВ

Вид топлива	gc CO	gc CmHn	gc NOx	gc C	gc SO2	gc Pb
Бензин	196,5	37	21,8	-	0,6	0,35
Сжиженный нефтяной газ (СНГ)	196,5	37	21,89	-	0,3	-
Дизельное топливо	36	6,2	31,5	3,85	5	-

МCO = (1,5*27*196,5 + 1,7*67*196,5 + 1,5*112*36)*10О? * 0,005 = 0,182 т/год

MCH = (1,5*27*37 + 1,8*67*37 + 1,4*112*6,2)*10О? * 0,005 = 0,035 т/год

MNOx = (0,9*27*21,8 + 0,9*67*21,89 + 0,95*112*31,5)* 10О? * 0,005 = 0,026 т/год

MC = (1,8*112*3,85)* 10О? * 0,005 = 0,004 т/год

MSO2 = (1*27*0,6 + 1*67*0,3 + 1*112*5) * 10О? * 0,005 = 0,003 т/год

MPb = (1*27*0,35) * 10О? * 0,005 = 0,00005 т/год

Количество выбросов ЗВ со станции технического обслуживания составляет 30% от общей массы выбросов с территории предприятия:

МCO = 0,182*0,3 = 0,546 т/год

MCH = 0,035*0,3 = 0,0105 т/год

MNOx = 0,026*0,3 = 0,078 т/год

MC = 0,004*0,3 = 0,0012 т/год

MSO2 = 0,003*0,3 = 0,0009 т/год

MPb = 0,00005*0,3 = 0,000015 т/год

Количество выбросов ЗВ с территории стоянки составляет 70% от общей массы выбросов с территории предприятия:

МCO = 0,182*0,7 = 0,1274 т/год

MCH = 0,035*0,7 = 0,0245 т/год

MNOx = 0,026*0,7 = 0,0182 т/год

MC = 0,004*0,7 = 0,0028 т/год

MSO2 = 0,003*0,7 = 0,0021 т/год

MPb = 0,00005*0,7 = 0,000035 т/год



2. Лакокрасочные работы

2.1 Описание технологического процесса

Применяют различные методы нанесения лакокрасочных материалов: электростатическое, гидроэлектростатическое, пневматическое, вальцами, окунанием, методом плоского налива, протягивания, струйного облива с выдержкой в парах растворителя и др.

Способ пневматического распыления применяют при отделке стульев , рамочных изделий, ящиков, деталей криволинейного и сложного профиля, которые нельзя отделать другими способами. Распылением наносят лаки, краски, эмали, красители, шпаклевки. Этот способ универсален, прост в техническом отношении, но дает большие потери материала и создает повышенную загазованность рабочей среды.

Сущность пневматического распыление состоит в том, что в результате давления жидкости струей сжатого воздуха ЛКМ переходит в состояние аэрозоля, аэрозольные частицы движутся в направлении воздушной среды и на отделываемой поверхности сливается в сплошной слой. Распыление материала происходит в форсунке, которая является основной частью распылителей. Скорость воздушной струи на выходе из форсунки должно составлять 300-450м/сек., давление воздуха в зависимости от конструкции лакораспылителя 0,25-0,55МПа. Оптимальное значение вязкости ЛКМ - 25-35 с по ВЗ-4, размера аэрозольных частиц при этом составляет 6-80мкм. Различают форсунки с воздушным и материальным соплом.

Методом распыления ЛКМ чаще всего наносят в ручную, используя краскораспылители марок КРП-6, КР-20, ЗИЛ, С-765 и др. Процесс выполняют в распылительных кабинах, которые должны обеспечивать полную очистку загрязненного воздуха от лакокрасочной пыли, максимальное удаление образующихся паров и аэрозолей с зоны покраски, пожаробезопасность.

Краскораспылитель, краско- и воздухоподводящие шланги пред началом работы необходимо тщательно смотреть и проверить их исправность. Затем производят настройку краскораспылителя, т.е. устанавливают форму факела в зависимости от площади окрашиваемой поверхности, регулирует подачу воздуха и краски.

Время перерыва в работе переднюю часть краскораспылителя необходимо держать в растворителе. При смене краски и лака, также после окончания работы краскораспылитель необходимо промыть растворителем.

Отделка детали методом распыления выполняет в распылительных кабинах. Кабины служат также для сбора и отсоса летучих элементов, которые образуются в виде туманов.

По способу подачи изделий распылительные кабины бывают тупиковые и проходные. В тупиковых - изделия подают и выгружают через один и тот же проем, а проходных - изделия подают в один проем, а выгружают из другого.

Во время работы воздух с лакокрасочным туманом проходит сначала через краскоуловительную решетку, а затем через камеру с гидрофильтром из двух водяных завес, где очищается от лакокрасочной пыли и частично от растворителей. Далее воздух доходит через сепаратор, который состоит из набора металлических пластин. Здесь он освобождается от избытков влаги, которая стекает в ванну, а затем поступает в систему вытяжной винтеляции и выбрасывается в атмосферу. В ванну стекает и вода, стекающая из форсунок гидрофильтр. После отстоя вода вновь поступает в гидрофильтр.

Распыление подогретых лаков имеет ряд преимуществ по сравнению с распылением холодных лаков: улучшается растекание лаков с большей вязкостью, уменьшается образование потеков на вертикальных поверхностей, т.е. лаки можно наносить более толстым слоем, а это дает возможность экономить распылители и увеличивать производительность труда.

Для прогрева лакокрасочных материалов существуют установки УГО-2МВ, УГО-4М и др. Они обеспечивают температуру ЛКМ на выходе распылителя 70-75?С и температуру воздуха на выходе из установки 80?С.

К недостаткам отделки методом распыления относятся большие потери ЛКМ ( до 40% ), загрязнения воздуха, необходимость использования специальных кабин. Избежать ряда недостатков данного метода позволяет способ безвоздушного распыления. Он основан на распылении ЛКМ путем применения высокого давления в лакопадующей системе установки. ЛКМ подается к краскораспылителю под высоким давлением. При выходе из сопла развивается большая скорость струи лака, превышающая критическую скорость движение при данной вязкости, что и приводит к распылению лака. Такой метод позволяет наносить ЛКМ повышенной вязкости с получением более качественных покрытий. Существуют холодный и горячий способы безвоздушного распыления, при холодном - давление достигает 24МПа, а при горячем - 4,5-7,0 МПа, но лак нагревается в последнем случае до 70-100?С. Метод без воздушного распыления пригоден практически для всех марок лаков за исключением содержащих ускорителей высыхания и имеющих не большую жизнеспособность. В процессе лакопокраски выделяются такие ЗВ, как поры аэрозоля краски и пары растворителя, а в процессе сушки изделия - пары растворителя. Считается, что в порции ЛК покрытия происходит практически полной переход растворителя в парообразное состояние.

2.2 Исходные данные

Масса краски расходуемой при нанесении покрытия безвоздушным распылением 46 кг/сут. Доля растворителя в краске 45%. Определить массу аэрозоля краски и паров растворителя, выделившихся в атмосферу при нанесении покрытия в процессе сушки изделия.



2.3 Расчеты

Количество аэрозоля в краске, который выделяется при покраске, рассчитывается по формуле:

П?ок=mk дa 10О? , кг

где mk - масса краски, используемой для покрытия, кг

дa - доля краски, потерянной в виде аэрозоля, % - таблица 2.1

П?ок = 46*2,5*250*10О?*10О? = 0,2875 т/год

Таблица 2.1 Выделение ЗВ при нанесении лакокрасочных покрытий

Способ окраски	Аэрозоли,% от массы израсходованной краски	Пары растворителя,% от общего содержания растворителя в краске
	окраска	окраска	сушка
безвоздушное	2,5	23	77

Количество паров растворителя, который выделяется при покраске,

рассчитывается по формуле:

пар -4

Пок=mk fp д'р 10 , кг

fp - доля летучей части (растворителя) в лакокрасочном материале, %

д'р - доля растворителя, выделившегося при нанесении покрытия, %

пар -4 -3

Пок = 46*45*23*250*10 * 10 = 1,190 т/год

Количество паров растворителя, выделяющегося при сушке изделия, рассчитывается по формуле:



пар -4Пс=mk fp др'' 10 , кг

др'' - доля растворителя, выделившегося при сушке покрытия, %

пар -4 -3Пс = 46*45*77*250*10 *10 = 3,985 т/год



3. Механическая обработка металлов

3.1 Описание технологического процесса

Обработка металла современной промышленности принято различать по видам и методам. Наибольшее число видов обработки имеют механический метод: точение, сверление, растачивание, фрезерование, шлифование, полирование и т.д.

Недостаток механической обработки - большие отходы металла в стружку, опилки, угар.

Механическая обработка металлов (резание и абразивная обработка) сопровождается выделением в атмосферу пыли, стружки, туманов масел и эмульсий.

Объем выбросов определяется исходя из нормо- часов работы станочного парка. Интенсивность пылеобразования при резании зависит от вида и мощности установленного оборудования, скорости резания, величины подачи режущего инструмента, геометрических параметров режущего инструмента, состав материала обрабатываемого изделья. Интенсивность пылеобразования, при абразивной обработки зависит от мощности станка, глубины резания, диаметра шлифовального круга. Размер частиц пыли - 15-60мкм

Тип металлорежущего станка определяется инструментом и схемой резания. Самый распространенный инструмент - резец. Для резца наиболее характерны два способа резания: точение - при этом заготовка вращается а резец поступательно движется вдоль ее оси, и строгание - резец или заготовка движется поступательно. По первой схеме работают токарные станки, по второй - строгальные. Типичный инструмент обработки отверстий - сверло. При сверлении заготовка обычно неподвижна, а сверло вращается и в то же время движется, поступательно углубляясь в металл. Так работает сверлильный станок. Широко применяется фреза. Это диск с несколькими расположенными по окружности резцами. Обычно фрезой обрабатывают плоскости. При этом ей придает вращательное движение, а заготовки - поступательное. Фрезеруют детали на фрезеровальном станке. Существуют шлифовальные станки, на них деталь обрабатывает шлифовальный круг. При этом инструмент вращается, а заготовка одновременно и вращается, и движется поступательно.

Рассмотрим устройство токарного станка. Основанием станка служит станина. Обрабатываемое изделие зажимают либо между центрами передней и задней бабок (два приспособления, установленных на конце станины), либо в патроне, который навертывается на шпиндель (вал) передней бабки. Резец укрепляют в суппорте. Передние в бабки находится коробка скоростей, с ее помощью изделию придают нужную скорость вращения. На станке есть еще ходовой валик. Он получает вращение от коробки скоростей через коробку переедая и вызывает перемещение суппорта, а вместе с ним резца.

Если помимо ходового валика устанавливают ходовой винт то станок превращается в токарно - винторезный - он может нарезать резьбу.

3.2 Исходные данные

В цехе механической обработки металлов работает 1 токарный и 3 фрезерных станка, охлаждаемых маслом, 1 заточный с Дкруга = 100мм. Найти количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу в год от цеха механической обработки металлов.

3.3 Расчеты

П = q * ф * (1* з)

q - удельное выделение загрязняющих веществ в атмосферу, г/ч (таблица 3.1 - 3.2)

ф - нормочасов работающего станка (2 смены по 6 часов за 250 дней в год).

з - эффективность очистки

Таблица 3.1 Удельные выбросы при механической обработке металлов резанием

Оборудование	При охлаждении маслом	Пыль, г/ч
	аэрозоль масла, г/ч
Токарные станки малых и средних размеров	0,13-2,8	2-4
Фрезерные	0,56-2,8	15-25

Таблица 3.2 Удельное выделение пыли при абразивной обработке

Оборудование	Диаметр шлифовального станка, мм	Удельные выделения пыли, г/ч
Заточный станок	100 200 300	30-40 62-85 110-135

Токарный станок:-9

Па.м = 2,8*6*2*250*10 * 1 = 0,0000084 т/год-6

Ппыль = 4*6*2*250*10 = 0,012 т/год

Фрезерный станок: -6

Па.м = 2,8*6*2*250*10 *3 = 0,0252 т/год-6

Ппыль = 25*6*2*250*10 *3 = 0,225 т/год

Заточный станок:-6

Ппыль = 40*6*2*250*10 = 0,12 т/год

Итого:

Ппыль = 0,012 + 0,225+0,12 = 0,357 т/год

Па.м = 0,0000084 + 0,0252 = 0,0252084 т/год



4. Литейное производство

4.1 Описание технологического процесса

В состав литейного цеха машиностроительного завода входят:

- плавильные агрегаты;

- шихтовый двор;

- участки подготовки формовочных и стержневых смесей;

- участок разлива металла;

- участок очистки литья.

В качестве плавильных агрегатов используются:

- вагранки открытого и закрытого типа;

- электродуговые печи;

- индукционные печи.

Вагранка - печь шахтного типа для плавки чугуна в литейных печах

Электродуговая печь - промышленная печь, в которой теплота электрической дуги используется для плавки металлов и других материалов.

Индукционная печь - электрическая плавильная печь, в которой металл помещается в переменное электромагнитное поле, в результате чего в металле индуктируется нагревающий его электрический ток.

Закрытые чугунно-литейные вагранки производительностью 5-10 т/ч при плавке чугуна выделяют в среднем на тонну выплавляемого металла:

Пыль -11,5 кг/т

СО-193 кг/т

CmHn - 0,7 кг/т

SO2 - 0,4 кг/т

Химический состав пыли вагранки:

SiO2 - 20-50 %

CaO - 2-12 %

Fe2O3+FeO - 10-36 %

Al2O3 - 0.5-6 %

MgO - 0.5-4 %

C - 30-45 %

При выпуске 1 тонны чугуна из вагранок в ковши, в атмосферу цеха выделяется около 125-130 г СО, 18-22 г графитной пыли.

При разливе чугуна в формы в атмосферу выделяется СО. Его количество зависит от массы отливок m, кг

Кроме пыли, СО и NOx в выбросах электродуговых печей присутствуют:

- оксиды серы - 1,6 г/т

- цианиды - 28,4 г/т

- фториды - 0,56 г/т.

При плавке нержавеющих, жаропрочных и кислотоупорных сталей удельное выделение пыли в отходящих газах следует увеличить в 1,4-1,5 раза.

При продувке кислородом выделение пыли принимают ориентировочно 0,5 кг на 1м? кислорода.

Для индукционных печей при плавки чугуна и стали средний удельный показатель выделения пыли составляет 0,75-1,5 кг/т металла.

Масса загрязняющих газообразных веществ незначительна. Необходимо учитывать организованные выбросы за счет неплотностей технологического оборудования и при выполнении некоторых операций (выпуск расплавленного металла в ковш, изложницы…). Они составляют в среднем 40% массы веществ, выделяемых плавильными агрегатами.

Плавка цветных металлов и сплавов на их основе на машиностроительных заводах осуществляется в индукционных, электродуговых и печах сопротивления, производительностью от 0,15 до 2,0 т/ч.

В газовых выделениях содержатся:

-возгоны металла и его оксидов;

-оксиды серы, азота и углерода;

-фтористый водород, аммиак, ионы хлора, графитовая пыль, фтористый

кальций, фтористый барий и др.

На различных участках литейного производства имеет место загрязнение воздуха пылью при проведении различных операций с сыпучими материалами.

В процессе приготовления формовочных смесей в процессах сушки, дробления, помола и смешения их компонентов выделяется пыль до 15 кг/т.

Дополнительное выделение веществ имеет место в случае применения для сушки стержней и форм жидкого или твердого топлива.

При использовании формовочных смесей холодного твердения, содержащих:

-фенолформальдегидную смолу, выделяется: СО, бензол, фенол, формальдегид, метанол;

-карбамидную смолу: СО, формальдегид, метан, цианиды, аммиак.

Извлечение отливок из песчано-глинистых форм и освобождение их от отработанных формовочных смесей производится с помощью выбивающего оборудования и сопровождается выделением пыли, горелой земли и окалины в количестве до 30 кг/т отлитого металла.

4.2 Исходные данные

атмосферный воздух экологический транспорт

В литейном цехе работает электродуговая печь емкостью 1,5т по выплавке стали. Процесс плавки - основной. Очистка выбросов от СО - 0,9, пыли - 0,65. Определить качественный и количественный состав выбросов поступающих в атмосферу от литейного цеха за год.

Для определения годового количества выделившихся загрязняющих веществ, принимается режим работы предприятия 250 рабочих дней в году при односменной работе, продолжительностью 6 часов.



4.3 Расчеты

Расчет выбросов плавильного агрегата производится по формуле:

П=q Д в (1-з)

q - удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т (табл. 4.1)

Д - расчетная производительность агрегата, т/ч

в - поправочный коэффициент для учета условий плавки (табл.4.2)

з - эффективность средств по снижению выбросов (в долях единицы).

Таблица 4.1 Удельное выделение загрязняющих веществ из электродуговых печей q, кг/т

Емкость печи, Т	Выплавка стали
	Производитель ность, Т/ч	q, кг/т
		пыль	СО	NOx
1,5	0,94	9,8	1,2	0,26

Таблица 4.2 Значение коэффициента в

Условия плавки	Для стали
Основной процесс	0,8

При данном виде производства в атмосферу выделяются вещества: пыль, оксид углерода и оксиды азота.

Пыль: Пп = 0,8*0,94*9,8* (1-0,65) * 6*250*10П? = 3,87т/год

Оксид углерода: Псо = 0,8*0,94*1,2*(1-0,9)*6*250*10П? = 0,1354 т/год

Оксиды азота: ПNOx = 0,8*0,94*0,26*6*250*10П? = 0,2933 т/год



5. Резка металла

5.1 Описание технологического процесса

При выполнении сварочных работ и тепловой резке металла воздух

загрязняется сварочным аэрозолем, в составе которого в зависимости от вида сварки, марок электродов и флюса находятся вредные для здоровья оксиды металлов (железа, марганца, хрома, ванадия, алюминия, цинка, меди…) в виде твердых частиц и газообразные соединения (HF, CO, NOx, O3- озон).

Образующийся аэрозоль характеризуется мелкой дисперсностью (скорость витания частиц не превышает 0,1 м/с). По мере удаления от источника выброса как по горизонтали так и по вертикали концентрация вредных веществ в воздухе резко уменьшается и на расстоянии 2-4 м приближается к общему фону загрязнения воздуха в помещении.

Количество образующихся при сварке пыли и газов принято характеризовать валовыми выделениями, отнесенными к 1 кг расходуемых электродов; при резке - к 1м длины разреза в соответствии с толщиной материала.

Удельное выделение загрязняющих веществ в атмосферу:

1. Ручная дуговая сварка электродами с покрытием газозащитного типа (ОМА-2 или ВСЦ-4а):

- пыль - 9,2-24 г/кг

2. Полуавтоматическая сварка стали:

- пыль - 7-15 г/кг

- HF - 0,53 г/кг электродов.

3. Газовая резка стали углеродистой низколегированной

4. Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия. Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полсти реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.

Для возбуждения рабочей дуги между электродом и соплом плазмотрона, которая выдувается из сопла в виде плазменного факела длиной 20-30мм. ок вспомогательной дуги 30-40А. При касании факела вспомогательной дуги металла возникает режущая дуга между электродом и металлом; вспомогательные дуги при этом отключаются. Выбросы от участков тепловой резке металлов относятся к выбросам машиностроительного комплекса. При проведении плазменной резке металлов в атмосферу выбрасывается сварочный аэрозоль, в состав которого в зависимости от вида резки содержатся оксиды металлов в виде твердых частиц и газообразные соединения. Характеризуется мелкой дисперсностью. Валовое выделение данных веществ зависит от толщины листа, резка которого производится.

5.2 Исходные данные

На участке резки металлов проводят плазменную резку стали. Толщина листа 14мм, длина шва 20м и полуавтоматическая сварка. Расход электродов 17кг в смену. Определить количество выбросов в год от участка.

5.3 Расчеты

Количество выбросов при проведении тепловой резки находится по формуле:

П = q * l

q - удельное выделение загрязняющего вещества в атмосферу, г/кг (таблица 5.1)

l - длина шва, м

Таблица 5.1 Удельное выделение загрязняющих в-в в атмосферу при плазменной резки стали

Толщина листа, мм	Пыль, г/м	СО, г/м	NOx, г/м
14	6	2	10

При плазменной резки листа стали толщиной 14мм в атмосферу выделяется: пыль, оксид углерода и оксиды азота в количестве.

-6

Пыль: Пп = 6*20*250*10 = 0,03 т/год

-6

Оксид углерода: Псо = 2*20*250*10 = 0,01 т/год

-6

Оксиды азота: ПNOx = 10*20*250*10 = 0,05 т/год

При полуавтоматической резки расходуется 17кг в смену электродов.

При этом выделяется в атмосферу пыль и фтирист водород.

Количество выбросов при полуавтоматической резки находится по

формуле:

П = q * m

q - удельное выделение загрязняющего вещества в атмосферу, г/кг

m - масса расходуемых электродов, кг/смену

-6

Пыль: Пп = 15*17*250*10 = 0,064 т/год

-6

Фторист водород: ПHF = 0,53*17*250*10 = 0,0023 т/год



6. Котельная

6.1 Описание технологического процесса

Энергетика - производство электроэнергии и тепла (энергии).

Производство энергии осуществляется на:

* Тепловых электростанциях;

* Гидроэнергетических станциях;

* Атомных энергетических станциях;

* Солнечных, ветровых, геотермальных и станциях, использующих энергию приливов (альтернативные источники).

Основным источником загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции.

Ожидаемое в ближайшее десятилетие истощение запасов нефти и газов ставит перед энергетиками задачу расширения доли использования твердого топлива, в особенности углей и сланцев низкого качества, запасов которых хватит на длительное время.

Эти виды топлива имеют пониженную теплотворную способность, повышенную зольность и содержание серы. Поэтому в энергетике намечается тенденция увеличения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

При сжигании углей средняя запыленность газов составляет 10-50 г/м3, а химический состав пыли (золы) сильно зависит от месторождения угля, толщины пласта, содержания в угле пустой породы.

Пыль состоит, как правило из SiO2 , Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O.

Дополнительно может содержать микропримеси соединений ванадия, ртути, свинца, мышьяка, радиоактивные и канцерогенные вещества.

Дисперсный состав пыли зависит от способа помола и марки угля. Размер частиц колеблется от 5 до 60 мкм.

Дымовые газы содержат SO2 , образующийся в результате окисления серы, содержащейся в топливе.

Содержание серы в угле колеблется в пределах от 0,3 до 8%. Концентрация SO2 в дымовых газах зависит от содержания серы в угле, коэффициента избытка воздуха в топке котла, определяется по материальному балансу.

Оксиды азота образуются в топке котла в результате взаимодействия при высокой температуре азота и кислорода, содержащихся в воздухе. Концентрация оксидов азота в дымовых газах зависит от максимальной температуре в топке.

Угарный газ СО в дымовых газах образуется в результате неполного сгорания топлива.

При сжигании мазута запыленность дымовых газов составляет 20-50 г/м3

Дымовые газы содержат SO2, концентрация которого зависит от содержания серы в мазуте и может колебаться в пределах от 0,3 до 2,8%. Аналогично имеют место

образование и выбросы NOх и CO.

При сжигании природного газа выбросы золы и соединений серы незначительны.

Также имеют место образование и выбросы NOх и CO.

Вредные примеси продуктов сгорания по происхождению классифицируют на

3 группы:

1. Примеси, качество которых зависит от состава топлива - SO2, V2 O5, зола.

2. Примеси, образование которых зависит от технологии сжигания NOх, CO, H2S, бенз(а)пирен.

3. Другие источники, не связанные со сжиганием:

* пыление золоотвалов,

* испарение углеводородов при хранении и переливе мазута.

3.2 Исходные данные

Дано: топливо-мазут высокосернистый:

Паропроизводительность номинальная, Dном = 10,0 т/час

Паропроизводительность фактическая, Dфакт = 8,7 т/час

Расход топлива, В = 5160 т/год

Потери тепла от механической неполноты сгорания, q4 = 0,02%

Потери тепла от химической неполноты сгорания, q3 = 0,15%

Доля золы в уносе, Аун = 0,99

КПД золоуловителя, з3= 0,7

Коэффициент влияния качества топлива, в1 = 1,0

Коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, в2 = 1,0

Степень рециркуляции газов, r = 0,3

Коэффициент эффективности рециркуляции газов, е1 =0,9

Коэффициент эффективности 2-х ступенчатого сжигания, е2 = 0,988n

Низшая теплота сгорания топлива, Qр = 38772, кДж/кг

Зольность топлива, Ар = 0,1%

Серосодержание топлива Sp = 4,1%

Доля оксидов серы связанных летучей золой, ЮSO2 = 0,02

Коэффициент выхода NO2, kбаз =0,1кг/кДж

Золоулавливания и шлакоудаление - сухое.

Рассчитать выбросы ЗВ в атмосферу от котла.

5.3 Расчеты

Количество золы, выбрасываемой в атмосферу от котла, рассчитывается по формуле:



nМтв=0,01*В*(Аун*Ар+q4*Qp /32680)*(1-з3), т/год

Мтв = 0,01* 5160*(0,99*0,1 + 0,02*38772/32680)*(1- 0,7) = 1,9 т/год

Количество выбросов оксидов серы, т/год

МSO2=0,02*В*Sр*(1-з'SO2)* (1-з”SO2), т/год

МSO2 = 0,02*5160*4,1*(1-0,02)*(1- 0) = 414,66 т/год

з'SO2 - доля оксидов серы, связанных с золой в котле, зависит от зольности топлива и содержания свободной щелочи в летучей золе.

з”SO2 - доля оксидов серы, уловленных в золоуловители попутно с твердыми частицами, зависит от типа золоуловителя:

Для сухих золоуловителей =0

Количество выбросов оксидов углерода, т/год

Мсо =0,001*Ссо*В*(1-q4/100), т/год

Мсо = 0,001*3,73*5160*(1-0,02/100) = 19,24 т/год

Ссо - выход СО при сжигании топлива, кг/т

nСсо =q3*R*Qp/1013 = 0,15*0,65*38772/1013 = 3,73 кг/т

R - коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания, обусловленной содержанием окиси углерода в продуктах неполного сгорания.

R = 1 для твердых топлив

R = 0,5 для газа

R = 0,65 для мазута

Количество выбросов оксидов азота, т/год



-7 n МNO2 = 0,34*10 *К*В*Qр*(1-Q4/100)*в1*(1-е1*к)*в2*в3*е2,т/год

-7 МNO2 = 0,34*10 *3,6*5160*38772*(1-0,02/100)*1*(1-0,9*0,3)*1*1*0,988 = 17,66т/год

Для котлов паропроизводительностью ‹ 30 т/ч, к = кб*29,309*(Dф/D) 0,25

k = 0,1*23,309*(8,7/10) = 3,6 кг/т

D и Dф - номинальная и фактическая паропроизводительность, т/ч

в3 - коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления; для сухого в3 = 1

Количество выбросов соединений ванадия, т/год

МV2O5 =(95,4*Sp-31,6)*B*(1-зoc)*(1-з3) 10, т/год

МV2O5 = (95,4*4,1-31,6)*5160*(1-0,06)*(1-0,7)*10 = 0,523 т/год

где зoc - коэффициент оседания окислов ванадия на поверхность нагрева котлов (в первом приближении зoc?0). Если очистка поверхностей котлов производится в остановленном состоянии зoc=0,05-0,07



Вывод

В результате проведения инвентаризации на предприятии было определенно, что от данного предприятия в атмосферный воздух выбрасывается такие загрязняющее вещества, как зола, диоксид серы, углерод, оксид азота, пяти окись ванадия, углеводороды, свинец, сажа, пары растворителя, аэрозоль краски, фтористый водород, пыль абразивная, аэрозоль масла.

Оценив выбросы каждого вещества, мы обнаружили, что наибольшее количество в атмосферу поступило диоксида серы.

В ходе работы обнаружили, что приоритетное место по наибольшему влиянию на атмосферу занимает производство энергии - котельная.



Список литературы

1. Дмитренко Т.В.., Евтухова Г.П., Методические указания к курсовому проекту. - Харьков: ХНАГХ, 2002г.

2. Экология. Автотранспорт и человек - http://works.tarefer.ru/98/100238/index.html

3. Изучение построения робототехнических комплексов для нанесения лакокрасочных материалов мебельной промышленности - http://referatzone.ru/index.php?id = 44832

4. Семененко Н.А. Котельные установки промышленных предприятий. - М.:Лесная промышленность, 1986г.

5. Конспект лекций - доц. Бекетова В.Е.

Размещено на Allbest.ru