МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТУЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА АЭРОЛОГИИ, ОХРАНЫ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

(наименование  выпускающей кафедры) 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

ПРОМЫШЛЕННАЯ  ЭКОЛОГИЯ

Направление 280102

(индекс)

Безопасность технологических процессов и производств

(наименование) 
 
 

Расчет  выбросов загрязняющих веществ в атмосферу  на предприятии и  расчет образования  отходов. 
 
 
 
 
 
 

                                                      Выполнила: ст. гр. 320771

     Гладких Ю. А.

     Проверили: Коряков  А. Е.

     Вакунин Г. И. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тула, 2010

 

Содержание

 

Цели  работы

       Целью данной работы является

       - инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятия ОАО «ЮАЗ»;

       - проведение расчетов выбросов вредных веществ в атмосферу. На основе расчетов определение мест превышения предельно-допустимых концентраций вредных веществ;

       - разработка мероприятий по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу;

       - расчет образования отходов на  предприятии.

 

1.Задание

1.1 Исходные данные

       Участок термической обработки

       Отпуск  стальных деталей в щелочах. Соляные  электропечи-ванны: СВМ-1,5.3.4/8,5М1

       Количество  обрабатываемого материала, кг. – 700 кг в смену.

       Режим работы – 8 часов в смену, 250 рабочих  смен. 

       Участок сварки металла

       Технологический процесс (операция) – электродуговая сварка стали.

       Используемый  сварочный материал – штучные  электроды.

       Марка – АНО-24.

       Масса расходуемых за год сварочных  материалов – 1450 кг

       Максимальный  расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ – 16 кг. 

       Котельная

       Тип топлива – жидкое печное топливо

       Расход  топлива, т/год, тыс. м³/год – 1400

       Паропроизводительность, т/час – 11

       Тепловая  мощность, кВт – 115

       Средства  очистки выбросов – отсутствуют

       Водоподготовка  – умягчение воды

       Параметры трубы – Н, м – 18; D, м – 0,4; V, м/с – 5,8

       Режим работы котельной – отопительная котельная 

       Участок изготовления полимерных материалов

       Оборудование  – гидравлические прессы-полуавтоматы

       Материал  – фенопласт на основе смолы СФ 090 

       Участок литья

       Выплавка  цветных металлов и сплавов в  дуговой печи, тип – ДМК

       Емкость печи, т – 0,25

       Производительность, т/ч – 0,35. 

1.2 Краткая характеристика предприятия

       Границами предприятия служат улица Московская на северо-западе  и улица Космонавтов  на северо-востоке и востоке. На юго-западе расположен детский парк и Голубое озеро.

       Общая площадь предприятия – 25000 м². Площадь озеленения – 3000 м². Площадь застройки – 198,5 м².

       Режим работы предприятия – 5 дней в неделю, или 40 часов в неделю. Число сотрудников  – 61 человек.

       Карта-схема  с расположением цехов и источников выбросов загрязняющих веществ в  атмосферу приведена на рисунке 1.

1.3 Характеристика предприятия как источника загрязнения окружающей среды.

       Работа  цехов предприятия сопровождается выделением в атмосферу загрязняющих веществ.

       Работа  котельной сопровождается выбросами  следующих веществ:

твердые вещества, оксиды серы, оксиды углерода, оксиды азота.

       Работа  цеха термической обработки сопровождается выделением в атмосферу паров  масла.

       Работа  сварочного цеха сопровождается выбросом марганца и его оксидов.

       Цех изготовления полимерных материалов является источником выброса фенола.

       Работа  литейного цеха приводит к выбросам взвешенных веществ, оксида углерода, диоксида азота.

 

 
2. Расчет выбросов  загрязняющих веществ.

2.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах котельной.

       При сжигании топлива (в нашем случае мазута) в котельной выделяются следующие вещества:

1. твердые частицы;
2. оксиды серы;
3. оксиды углерода;
4. оксиды азота.

       Рассчитаем  выбросы всех вредных веществ, выделяющихся при сжигании топлива.

1. Твердые частицы

     Расчет  выбросов твердых частиц летучей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени при сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:

        ,

где В  -  расход топлива, т/год, г/с; А^Р - зольность топлива, %; h  -  доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях.

       

        %;

        %;

       

       Недостающие значения берем из таблиц, значение В (расход топлива) берем из задания.

       Рассчитываем:

       

       Котельная работает 24 часа. Переведем полученное значение из в .

       

       Отсюда  рассчитываем количество выбросов в  .

         

       

2. Оксиды  серы

       Расчет  выбросов оксидов серы в пересчете  на SO₂, (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле:  

      ,

где В - расход твердого и жидкого (т/год, г/с) и газообразного (тыс. м³/год, л/с) топлива; -  содержание серы в топливе (%; для газообразного топлива мг/м³); - доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для мазута - 0,2; - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю.

       Из  таблицы берем значение %.

       

       Рассчитываем:

       

       

     При наличии в топливе сероводорода расчет выбросов дополнительного количества оксидов серы в пересчете на SO₂ ведется по формуле:  

       

где [H₂S] - содержание сероводорода в топливе, %. Задаем значение [H₂S] 15%.

       Рассчитываем:

      

       Рассчитываем  количество выбросов в  :

       

       Рассчитываем  общее количество оксидов серы, выбрасываемое при сжигании мазута:

         

       

3. Оксиды  углерода

       Расчет  выбросов оксида углерода в единицу  времени (т/год, г/с) выполняется по формуле:

        ,

где В -  расход топлива (т/год, тыс. м³/год, г/с, л/с); Ссо - выход оксида углерода при сжигании топлива (кг/т. кг/тыс. м³ топлива) - рассчитывается по формуле

      ,

где q₃  -  потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %; R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах оксида углерода, для мазута R = 0,65; - низшая теплота сгорания натурального топлива МДж/кг, Мдж/м³; q₄   -  потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.

       По  таблице определяем q₃=0,5; .

       Рассчитываем:

        ,

        ,

        .

       Ориентировочная оценка выброса оксида углерода (т/год, г/с) может проводится по формуле:

        ,

где К_СО - количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж), по таблице определяем К_СО=0,32 (кг/ГДж).

Рассчитываем:

 

       

5. Оксиды  азота

       Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

,

где В - расход натурального топлива за рассматриваемый период времени 
(т/год, тыс. м³/год, г/с, л/с); - теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг, Мдж/м³); - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж); b  -  коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

     Значение  определяется по графикам для различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки котлоагрегатов.

     По  графику определяем .

     Задаем  значение .

     Рассчитываем:

     

 

2.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ

при термической и  горячей обработке  металлов.

 

       Цель  термической обработки - придание изделиям определенных химических, механических и металлографических свойств. Наиболее распространенными видами термической обработки металлических изделий являются отжиг, нормализация, закалка, отпуск и цементация.

       В нашем случае используются соляные электропечи-ванны, поэтому из вредных веществ присутствуют только пары масла и продукты сгорания загрязнений металла.

       Расчет  выбросов загрязняющих веществ (т/год) производится по формуле:

       

где q_i - удельное выделение вещества на единицу материала, перерабатываемого или используемого в технологическом процессе, г/кг, г/м³ (табл.2); Q - объем перерабатываемого или используемого материала, т/год, тыс. м³/год; h - эффективность средств по снижению выбросов в долях единицы.

       По  таблице определяем .

       Из  задания 

       Принимаем %.

       Рассчитываем:

        .

     Расчет  максимально разовых выбросов загрязняющих веществ (г/с) производится по формуле:

        ,

где D - расчетная производительность оборудования, т/ч.

        .

       Рассчитываем:

       

 

2.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ ПРИ

сварочных работах.

       При выполнении сварочных работ атмосферный  воздух загрязняется сварочным аэрозолем, в составе которого в зависимости  от вида сварки, марки электродов и флюса.

       В нашем случае при сварке выделяется марганец т его оксиды.

       Валовой выброс i-го загрязняющего вещества (т/год) при электродуговой сварке рассчитывается по формуле:

       

где q_i - удельный показатель выделяемого загрязняющего вещества, г/кг сварочного материала; Q - масса расходуемых за год сварочных материалов, кг.

       По  таблице определяем .

       Из  задания  .

       Вычисляем:

        .

       Максимально разовый выброс (г/с) определяется по формуле:

       

где D₂₀ - максимальный расход сварочного материала за 20-ти минутный интервал времени проведения сварочных работ, кг.

       Из  задания берем 

       Рассчитываем:

        .

 

       2.4 Расчет  выбросов загрязняющих веществ при литье.

       При выплавке цветных металлов и сплавов выделяются:

       1) Взвешенные вещества;

       2) Оксид углерода;

       3) Диоксид азота.

       Расчет  выбросов загрязняющих веществ (т/год) производится по формуле:

       

где q_i - удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т; Q - производительность агрегата, т/год; b - поправочный коэффициент для учета условий плавки; h - эффективность средств по снижению выбросов в долях единицы.

       Расчет  максимально разовых выбросов загрязняющих веществ (г/с) производится по формуле:

        ,

где D - расчетная производительность агрегата, т/ч.  

       

1. Рассчитываем  количество взвешенных веществ.

       По  таблице определяем удельный показатель выделения взвешенных веществ:

         или  .

       Из  задания определяем .

       Принимаем

       Рассчитываем:

        ,

         

       

2. Рассчитываем  количество оксидов углерода.

       По  таблице определяем удельный показатель выделения взвешенных веществ:

         или  .

       Из  задания определяем .

       Принимаем

       Рассчитываем:

        ,

         

       

3. Рассчитываем количество диоксидов азота.

       По  таблице определяем удельный показатель выделения взвешенных веществ:

         или  .

       Из  задания определяем .

       Принимаем

       Рассчитываем:

        ,

       

 

       2.5 Расчет выбросов загрязняющих веществ при изготовление и восстановление деталей с применением полимерных материалов.

 

       Процесс изготовления полимерных материалов сопровождается выделением вредных веществ. В нашем случае изготавливается фенопласт. В продуктах деструкции фенопластов основным загрязняющим веществом является фенол. Формальдегид, ацетон, метиловый, пропиловый и бутиловые спирты, ацетальдегид, бензол, ксилол, толуол и предельные углеводороды выделяются в незначительных количествах и в расчет могут не приниматься.

       Для расчета количества выделяющегося  фенола используем формулу:

        (т/год),

где q_i – удельный показатель выделения фенола (г/кг); Q – количество изготавливаемого фенопласта в год (кг/год).

       По  таблице определяем .

       Принимаем .

       Рассчитываем:

       

       Для расчета разовых выбросов необходимо т/год перевести в г/с:

       

       Рассчитываем  максимально разовые выбросы загрязняющих веществ (г/с):

       

 

        
 

Таблица 1 Источники выделения загрязняющих веществ

Таблица 2 Характеристика источников загрязнени