Расчет выделения загрязняющих веществ при различных технологических процессах на мебельном предприятии в городе Волгоград

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова» (СПбГЛТУ)

Институт химической переработки биомассы дерева и техносферной безопасности

Кафедра биотехносферной безопасности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине Промышленная экология

на тему: Расчет выделения загрязняющих веществ при различных технологических процессах на мебельном предприятии в городе Волгоград

Работу выполнил(а):

Студент института ХПБД и ТБ

Сурогина Елена Николаевна

Санкт-Петербург 2022 г.

Задача 1. Расчёт выделения загрязняющих веществ при механической обработке металлов

Таблица 1 Исходные данные

Оборудование участка:
- тип станков	Зубошлифовальные
- мощность двигателя, кВт	7
- диаметр абразивного круга, мм	300
- общее количество станков, шт	6
- в т.ч. работающих с СОЖ	4
- максимальное число станков, работающих одновременно, шт	4
- в т.ч. работающих с СОЖ	3
Обрабатываемый материал	Конструкционная сталь
Время обработки на одном станке (в среднем):
-часов за год	--
-дней за год	240
-часов за день	11

· Максимально разовое выделение ЗВ от группы из m штук одновременно работающих станков определяется по формуле:

где -- удельное выделение ЗВ при работе на i-ом станке, г/ч; -- коэффициент, учитывающий применение () или отсутствие СОЖ на i-ом станке.

,

,

· Валовое выделение ЗВ от группы из m станков определяется по формуле:

где -- суммарное время работы на i-ом станке за год, ч/год; -- количество дней работы на i-ом станке за год; -- время работы на i-ом станке за день, ч.

,

· ,

· .

· Максимально разовое выделение эмульсиола и масленого тумана СОЖ от группы из m одновременно работающих станков определяется по формуле:

где -- удельное выделение аэрозоля СОЖ при работе на i-ом станке, г/кВТ*ч; -- мощность электродвигателя i-го станка, кВт.

,

· Валовое выделение эмульсиола и масленого тумана СОЖ от группы из m станков определяется по формуле:

где T_i -- суммарное время работы на i-ом станке за год, ч/год; N_i -- количество дней работы i-го станка за год; t_i -- время работы на i-ом станке за день, ч.

Задача 2. Расчёт выделения загрязняющих веществ при сварке, наплавке, пайке, электрогазорезке

Таблица 2 Исходные данные

Оборудование участка
Тип техпроцесса	Ручная дуговая электросварка
Общее количество постов, шт	15
Максимальное число постов, работающих одновременно, шт	7
Номинальная мощность одной электроконтактной машины, кВт	--
Электроды (сварочная проволока)
Марка	ОЗС-6
Расход за цикл сварки, кг	5
Длительность цикла сварки, ч	3
Среднее время работы одного поста
Часов за год	250
Дней за год	--
Часов за день	--

· Максимально разовое выделение ЗВ от группы из m одновременно работающих сварочных постов определяется по формуле:

где -- удельное выделение ЗВ i-го поста, г/кг; -- количественно использованного сварочного материала за время непрерывной работы i-го поста, кг/цикл; -- длительность цикла сварки i-го поста, ч/цикл.

,

,

· Валовое выделение ЗВ от группы из m сварочных постов определяется по формуле:

где -- удельное выделение ЗВ i-го поста, г/кг; Р_i -- общее количество сварочного материала или горючего газа, использованного i-м постом за год, кг/год.

,

,

Задача 3. Расчёт выделения загрязняющих веществ при нанесении ЛКМ

Таблица 3. Исходные данные

ЛКМ:	Эмаль
-тип	НЦ-25
-израсходовано за год, т	1,2
-израсходовано за 1 месяц наиболее напряжённой работы, т	0,02
-доля летучей части, %	66
Разбавитель (растворитель)
-тип	№646
-израсходовано за год, т	0,15
-израсходовано за 1 месяц наиболее напряжённой работы, т	0,02
- доля летучей части, %	100
Время работы участка в наиболее напряжённый месяц
-дней за месяц	21
-среднее за день (окраска), ч	10
-среднее за день (сушка), ч	8
-способ нанесения	кистью

· Валовое выделение i-го летучего компонента краски в процессе окраски:

;

в процессе сушки:

,

где -- количество ЛКМ, израсходованного за год, т/год; -- количество растворителя, израсходованного за год на разбавление исходного ЛКМ до требуемой вязкости, т/год; , -- доля i-го компонента в летучей части исходного ЛКМ ( в растворителе-разбавителе),%; , -- доля растворителя, испаряющаяся за время окраски (сушки),%.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

· Валовое выделение i-го летучего компонента краски за месяц наиболее напряжённой работы в процессе окраски:

;

в процессе сушки:

,

где -- количество ЛКМ, израсходованного за месяц наиболее напряжённой работы, т/мес; -- количество растворителя, израсходованного за месяц наиболее напряжённой работы на разбавление исходного ЛКМ до требуемой вязкости, т/мес.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

· Максимально разовое выделение i-го летучего компонента краски для наиболее напряжённого времени работы участка, когда расходуется наибольшее количество ЛКМ, в процессе окраски:

;

в процессе сушки:

где -- валовое выделение i-го компонента растворителя (аэрозоля, краски) за месяц наиболее напряжённой работы (, ), т/мес.; -- число дней работы участка в этом месяце, дн./мес.; -- среднее чистое время работы (окраски, сушки) участка за день в наиболее напряжённый месяц, ч/дн.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Задача 4. Расчёт выделения загрязняющих веществ при работе двигателей автотранспорта

Таблица 4 Исходные данные

Характеристика автомобилей
Категория автомобиля	Легковые
Тип двигателя	Карбюраторные
Рабочий объём двигателя, л	2,0
Характеристика стоянки
Тип	Открытая
Количество автомобилей, шт:
-общее	14
-выезжающих с территории за день (среднее), шт	11
- время разъезда (среднее), мин	45
Пробег по территории, км:
-при выезде	0,12
-при возврате	0,12
Количество рабочих дней
Теплый период	106
Переходный период	43
Холодный период	38

Таблица 5

ЗВ	СО	СН	NOx	SO2
Период года	Т	П	Х	Т	П	Х	Т	П	Х	Т	П	Х
При прогреве, г/мин	5,0	8,19	9,1	0,65	0,9	1,0	0,05	0,07	0,07	0,013	0,0144	0,016
При пробеге, г/км	17,0	19,17	21,3	1,7	2,25	2,5	0,40	0,36	0,40	0,07	0,081	0,09
На холостом ходу, г/мин	4,5	4,5	4,5	0,40	0,40	0,4	0,05	0,05	0,05	0,012	0,0108	0,012

· Валовое выделение ЗВ одним автомобилем k-й группы в день при выезде с территории предприятия () и возврате () определяется по формулам:

;

,

где -- удельное выделение ЗВ при прогреве двигателя автомобиля, г/мин; -- удельное выделение ЗВ при движении по территории, г/км; -- удельное выделение ЗВ двигателем на холостом ходу, г/мин; () -- пробег по территории предприятия в день при выезде (возврате), км; -- время прогрева двигателя, мин; -- время работы двигателя на холостом ходу, мин.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

н;

н;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

н;

н.

· Валовое выделение ЗВ от группы из N автомобилей рассчитывается по формуле:

,

где -- коэффициент выпуска; -- количество рабочих дней в рассчитываемом периоде года.

Коэффициент выпуска .

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

· Общее годовое валовое выделение ЗВ определяется суммированием по формуле:

.

;

;

;

.

· Максимальное разовое выделение ЗВ автомобилей k-й группы для месяца в наиболее низкой среднемесячной температурой рассчитывается по формуле:

,

где -- валовое выделение ЗВ для холодного периода года; -- время разъезда автомобилей, мин.

;

;

;

.

Задача 5. «Расчёт выделения загрязняющих веществ при сжигании топлива в котельных»

Таблица 6 Исходные данные

Вид топлива	Донецкий уголь
В, г/с	550
Количество одновременно работающих котлов, шт	1
,	182
	1,5
, %	0,9
, %	0,7
, %	3
	0,9
	0,85
	0,05
	0,1
	1
	0,85
	1,4
	0,01
	1
r, %	0
R	1
, кг/сут	4,4
W, %	13,0
A, %	21,8
S, %	3,0
C, %	49,3
H, %	3,6
N, %	1,0
O, %	8,3
Q , МДж/кг	19,6

· Теоретический объём воздуха, необходимого для горения для твёрдого и жидкого топлива:

.

· Теоретические объёмы продуктов сгорания (при б=1) для твёрдого и жидкого топлива рассчитывают по формулам:

;

;

;

.

;

;

;

.

· Расход газов, поступающих в дымовую трубу, при рабочих условиях рассчитывается по формуле:

.

.

· Максимальный разовый выброс оксида серы SO₂ и SO₃ (в пересчёте на SO₂) от группы из m одновременно работающих котлов рассчитывается по формуле:

где B_i -- расход топлива i-го котла твердого или жидкого, г/с; S -- содержание серы в топливе на рабочую массу, %; -- доля оксидов серы, связываемых летучей золой в i-м котле; -- доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе i-го котла попутно с улавливанием твёрдых частиц.

.

· Выход оксида углерода при сжигании топлива твердого или жидкого, г/кг или газообразного, г/м³:

,

где -- потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %; R-- коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; Q -- теплота сгорания топлива, МДж/кг.

.

· Максимальный разовый выброс оксида углерода от группы из m одновременно работающих котлов рассчитывается по формуле:

где -- выход оксида углерода при сжигании твердого топлива, г/кг; -- потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива в i-м котле, %.

.

· Максимальный разовый выброс сажи от группы из m одновременно работающих котлов рассчитывается по формуле:

где -- доля золы в уносе, %; A -- зольность топлива, %; -- доля твёрдых частиц, улавливаемых в золоуловителе i-го котла.

· Максимальный разовый выброс оксидов азота () в пересчёте на диоксид азота () от группы из m одновременно работающих котлов паропроизводительностью более 30 т/ч или водогрейных котлов тепловой мощностью более 30 Гкал/ч рассчитывается по формуле:

где -- коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т условного топлива; -- коэффициент, характеризующий эффективность влияния рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку i-го котла; -- степень рециркуляции дымовых газов i-го котла, %;

-- коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива; -- коэффициент, учитывающий влияние конструкции горелок i-го котла; -- коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления i-го котла; -- коэффициент, характеризующий снижение выбросов оксида азота при двухступенчатом сжигании.

Задача 6. Расчёт рассеивания выбросов загрязняющего вещества в атмосферном воздухе

Таблица 7. Исходные данные

Удаляемая вредность	Ацетон
Местонахождение предприятия (город)	Волгоград
Профиль предприятия	Мебельное предприятие
Высота источника выброса, м	13
Диаметр устья трубы, м	0,8
Скорость выхода газовоздушной смеси, м/с	6,96
Расход газовоздущной смеси, м3/с	3,5
Температура выбрасываемой газовоздушной смеси	126
Максимальный разовый выброс ЗВ, г/с	5,30
, мг/ м3	0,03
	30

· Максимальное значение приземной концентрации врезного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем, которое достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии x (м) от источника определяется по формуле:

где А -- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М -- масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F -- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m, n -- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H -- высота источника выброса над уровнем земли, м; з -- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; ДТ -- разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, ⁰C; V₁ -- расход газовоздушной смеси, м³/с.

· Значение А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным 200 -- для европейской территории бывшего СССР: для районов России южнее 50 с.ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдовы.

· Значение безразмерного коэффициента F для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей принимается равным 1.

· Коэффициенты m и n определяются в зависимости от параметров :

;

;

;

.

.

;

;

.

· Коэффициент m при f <100 определяется по формуле:

;

.

· Коэффициент n при f <100 и равен 1.

· Безразмерный коэффициент з, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересечённой местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км, з=1.

· Подставив все вычисленные значения в формулу для получаем:

· Расстояние (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация C () при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения , определяется по формуле:

, м,

где безразмерный коэффициент d при f <100 и при находится по формуле:

.

;

Задача 7. Построение графика распределения концентраций вредного вещества по оси факела выброса (при опасной скорости ветра)

· Опасная скорость ветра (м/с) на уровне флюгера, при которой достигается максимальное значение приземной концентрации при f <100 и рассчитывается по формуле:

.

.

· Приземная концентрация вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях x (м) от источника при опасной скорости ветра (м/с) определяется по формуле:

, ,

где -- безразмерный коэффициент, определяемый при и при F=1 по формуле:

,

при по формуле:

.

;

;

.

· Аналогично производим расчёты для остальных точек. Результаты заносим в таблицу. Строим график зависимости C=f(x).

Таблица 8.

			,
40	0,215	0,204	0,144
80	0,430	0,576	0,407
120	0,645	0,869	0,614
160	0,860	0,990	0,699
186	1	1	0,706
200	1,075	0,982	0,692
400	2,151	0,706	0,498
600	3,226	0,480	0,339
800	4,301	0,331	0,234
1000	5,376	0,238	0,168

Рис. 1 Распределение концентраций вредного вещества по оси факела выброса (при опасной скорости ветра)

Задача 8. Построение графика распределения концентраций вредного вещества перпендикулярно к оси факела выброса на различных расстояниях от источника загрязнения

· Приземная концентрация вредных веществ в атмосфере C_y (мг/м³) на расстоянии y (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле:

, ,

где s₂ -- безразмерный коэффициент, определяемый по формуле:

при условии, что при .

Таблица 9

0	0	1	0,703
20	0,03	0,741	0,521
40	0,121	0,298	0,209
60	0,272	0,066	0,046
80	0,484	0,009	0,006
100	0,756	0,001	0,001

Рис. 2 Распределение концентраций вредного вещества перпендикулярно оси факела

Экспликация:

1. Участок приготовления лака -- 9х6 м

2. Отделочное отделение -- 42х21 м

3. Лакокрасочное отделение -- 21х18 м

4. Участок приготовления клея -- 12х3 м

5. Клеильно-фанерочное отделение -- 21х12 м

6. Отделение первичной машинной обработки -- 36х24 м

7. Сушильно-раскройное отделение -- 30х30 м

8. Лаборатория -- 6х3 м

9. Насосная -- 6х6 м

10. Тамбуры -- 3х3 м

Рис. 3 Карта рассеивания вредного вещества

Рис. 4 Генеральный план предприятия

11. Коридоры -- ширина 1,5 м

12. Компрессорное помещение -- 9х6 м

13. Трансформаторная -- 12х6 м

14. Кладовая шаблонов -- 6х4 м

15. Санитарные узлы -- 6х8 м

16. Материальный склад -- 24х18 м

17. Склад готовой продукции -- 24х14 м

18. Участок мягкой мебели -- 26х24 м

19. Сборочный цех -- 24х24 м

20. Ремонтно-механическая мастерская -- 24х12 м

21. Вентиляционное помещение -- 24х3 м

22. Электрощитовая -- 12х3 м

23. Место стоянки и зарядки электропогрузчиков -- 8х3 м

24. Комната вахтёра -- 3х3 м

25. Гардеробная -- 9х3 м

26. Тепловое помещение -- 6х6 м

27. Преддушевая -- 5х4,5 м

28. Душевая -- 4,5х3 м

29. Буфет -- 12х8 м

30. Кладовая -- 6х3 м

31. Зал совещаний -- 9х6 м

32. Кабинет директора -- 4х3 м

33. Административные помещения -- 18х8 м

Вывод

В атмосферном воздухе предельно допустимая концентрация ацетона ПДКм.р. = 0,35 мг/м³. По результатам расчётов концентрация вредного вещества на границе санитарно-защитной зоны и жилой застройки С = 0,65 мг/м³, что превышает ПДК практически в 2 раза. С учётом фоновой концентрации мг/м³ ситуация не меняется. Для снижения концентрации выбросов вредных веществ на предприятии необходимо разработать меры. Например, усовершенствование очистного оборудования.

загрязняющий выброс воздух

Список использованных источников

1. Промышленная экология: методические указания по выполнению курсового проекта для студентов очной и заочной форм обучения направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» (уровень бакалавриата) / сост.: Е.Г. Раковская, Н.Г. Занько. -- Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2019. -- 24 с.

2. Безопасность жизнедеятельности. Охрана окружающей природной среды: учебное пособие / Е.Г. Раковская, А.Д. Цветкова. -- СПб.: СПбГЛТА, 2010. -- 76 с.

3. Приказ Минэкономразвития России от 7 декабря 2016 г. N 792 "Об установлении минимально и максимально допустимых размеров машино-места"

4. САНПИН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания"

5. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов"

6. Свод правил СП 131.13330.2020 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 24 декабря 2020 г. N 859/пр)

7. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ для автотранспортных предприятий (расчётным методом) от 28 октября 1998 г. // Министерство транспорта РФ. - 1998 г. - 95 с.

8. Методика расчёта выделения (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов (по величинам удельных выделений) от 12 ноября 1997г. №497 // Государственный комитет по охране окружающей среды РФ. - 1997г. - 39 с.

9. Методика расчёта выделения (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (по величинам удельных выделений) от 14 апреля 1997 г. №158 // Государственный комитет по охране окружающей среды РФ. - 1997г. - 40 с.

10. Методика расчёта выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при механической обработке металлов (по величинам удельных выделений) от 14 апреля 1997 г. №158 // Государственный комитет по охране окружающей среды РФ. - 1997г. - 20 с.

Размещено на Allbest.ru