2.2. Воздушная среда.

Раздел разработан на основании методики проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для асфальтобетонных заводов (расчетным методом) от 28.10.1998.

Промплощадка АБЗ, как правило, включает цеха по приготовлению органического вяжущего и асфальтобетона, подготовки минеральных материалов, котельные. Зачастую здесь же располагаются цеха по приготовлению дорожных вязких битумов из сырья (гудрона), битумных эмульсий, укрепленных грунтов, камнедробильно-сортировочные установки.

Источники выделения загрязняющих веществ это: технологический агрегат, установка, устройство, аппарат и т.п., выделяющие в процессе эксплуатации загрязняющие вещества.

Источниками выбросов загрязняющих веществ являются: труба, аэрационный фонарь, бункер, вентиляционная шахта, люк и т.п. устройства, посредством которых осуществляется выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

При работе АБЗ в атмосферу выделяются следующие загрязняющие вещества: неорганическая пыль, с разным содержанием диоксида кремния; оксиды углерода и азота; ангидрид сернистый (серы диоксид); углеводороды, в частности полициклические; мазутная зола (в пересчете на ванадий) при применении мазута в качестве топлива; сажа при работе транспорта на дизельном топливе; свинец и его неорганические соединения при работе транспорта на этилированном бензине.

Классификация этих выбросов приведена в табл. 8.

Таблица 8 – Классификация выбросов на АБЗ ООО «Монолит».

Название (формула) соединений	ПДКм.р. ПДКс.с. ОБУВ мг/м3	Класс опасности
Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец)	0,001	1
Азота оксиды (в пересчете на NО2)	0,085	2
Сажа	0,150	3
Ангидрид сернистый (серы диоксид – SO2)	0,500	3
Углерода оксид (СО)	5,000	4
Углеводороды предельные C12-C19 (в пересчете на суммарный органический углерод)	1,000	4
Мазутная зола (в пересчете на ванадий)	0,002 с.с.	2
Пыль неорганическая (SiO2> 70%) динас и др.	0,150	3
Пыль неорганическая (SiO2 = 20-70%) цемент, шамот и др.	0,300	3
Пыль неорганическая (SiO2 < 20%) известняк и др.	0,500	3

Расчет валовых выбросов пыли (установка ДС-185)

Валовый выброс пыли, отходящей от сушильного, смесительного и помольного агрегатов:

М_п = 360010^-6tVС = 360010^-619724,17210 = 6,2  10³ т/год

где: t - время работы технологического оборудования в год, ч (1972);

V - объем отходящих газов, м³/с (4,17);

С - концентрация пыли, поступающей на очистку, г/м³ (210);

Максимально разовый выброс:

G = VС = 4,17210 = 875,7 г/с

Концентрацию пыли в отходящих газах после их очистки рассчитывают по формуле:

C₁ = С (100 - )10^-2, г/м³

где:  - коэффициент очистки пылегазовой смеси, %

При транспортировании минерального материала (песок, щебень) ленточным транспортером выброс пыли с 1 м транспортера (максимально разовый выброс):

G_Т = W_сl10³ = 310^-50,50,110³ = 1,510^-3 г/с

где: W_с - удельная сдуваемость пыли (W_с = 310^-5 кг/(м²с));

l - ширина конвейерной ленты, м (500 мм = 0,5 м);

 - показатель измельчения горной массы (для ленточных транспортеров  = 0,1 м).

Валовый выброс пыли:

М_п = 360010^-6t₁G_{Т =} 360010^-61972 1,510^-3 = 1,0610^-2 т/год,

где: t₁ - время работы транспортера в год, ч (1972).

Выброс пыли при погрузке, разгрузке и складировании минерального материала:

Погрузка щебня: М_с(1) = ПQK_1wK_zx10^-2 = 0,030,40,00049140,60,510^-2 = 1,7710^-8 т/год

Разгрузка щебня: М_с(1) = ПQK_1wK_zx10^-2 = 0,03 0,40,00049140,60,510^-2 = 1,7710^-8 т/год

Складирование щебня: М_с(1) = ПQK_1wK_zx10^-2 = 0,03 0,50,00049140,60,510^-2 =2,210^-8 т/год

Погрузка песка: М_с(2) = ПQK_1wK_zx10^-2 = 0,050,40,00049140,60,510^-2 = 2,9510^-8 т/год

Разгрузка песка: М_с(2) = ПQK_1wK_zx10^-2 = 0,050,40,00049140,60,510^-2 = 2,9510^-8 т/год

Складирование песка: М_с(2) = ПQK_1wK_zx10^-2 = 0,05 0,50,00049140,60,510^-2 =3,710^-8 т/год

где:  - коэффициент, учитывающий убыль материалов в виде пыли, долях единицы, _щебня = 0,03; песка = 0,05;

П - убыль материала, % (Открытый склад в штабелях);

Q - масса строительного материала, т/год (0,0004914);

K_1w - коэффициент, учитывающий влажность материала (0,6);

K_zx- коэффициент, учитывающий условия хранения (0,5);

Максимально разовый выброс:

Погрузка:

= 1,7710^-810⁶/36002478 = 2,5 10^-9, г/с (щебень)

= 2,9510^-810⁶/36002478 = 4,15 10^-9 , г/с (песок)

Разгрузка:

= 1,7710^-810⁶/36002478 = 2,5 10^-9, г/с (щебень)

= 2,9510^-810⁶/36002478 = 4,15 10^-9 , г/с (песок)

Складирование:

= 2,210^-810⁶/36002478 = 3,09 10^-9, г/с (щебень)

= 3,710^-810⁶/36002478 = 5,2 10^-9 , г/с (песок)

где: n - количество дней работы АБЗ в году (247);

t₂ - время работы в день, ч (8).

Расчет валовых выбросов твердых частиц при сжигании топлива

Валовый выброс твердых частиц (мазутной золы):

= 0,1134,40.01(1- 97/100) = 0,004 т/год

где g_Т - зольность топлива в % (мазута - 0,1 %);

m - количество израсходованного топлива, т/год:

 - безразмерный коэффициент (мазута-0.01);

_Т - эффективность золоуловителей по паспортным данным установки, %.

Максимально разовый выброс:

= 0,00410⁶/36002478 = 0,0005 г/с

где: t₃ - время работы оборудования в день, ч.

Расчет валовых выбросов ангидрида сернистого (серы диоксид)

Валовый выброс ангидрида сернистого в пересчете на SO₂:

М_so2 = 0,02BS^p(1 - _so2)(1 - _so2) = 0,02134,41,9(1-0,02)(1-0) = 5 т/год

где: В - расход жидкого топлива, т/год;

S^p - содержание серы в топливе, %;

_so2 - доля ангидрида сернистого, связываемого летучей золой топлива (при сжигании мазута _so2 = 0,02);

_so2 - доля ангидрида сернистого, улавливаемого в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю, а для мокрых - по графику в зависимости от щелочности орощающей воды и приведенной сернистости топлива S^р_пp.

S^р_пp = S^P/Q^p_н = 1,9/39,66 = 0,05 % кг/МДж

где Q^p_н - теплота сгорания натурального топлива, Мдж/кг, м³;

Максимально разовый выброс определяется по формуле:

= 510⁶/36002478 = 0,7 г/с

Расчет валовых выбросов оксидов азота

Валовый выброс оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в атмосферу:

М_NO2 = 0,001ВQ^p_нК_NO2(1 - ) = 0,0017,65 35,80 0,080(1-0) = 0,02 т/год

где: В - расход топлива, т/год.

Для газообразного топлива:

B = V = 90,85 = 7,65 т/год

где: V - расход природного газа, тыс. м³/год;

 - плотность природного газа, кг/м³ ( = 0,76-0,85);

К_NO2- параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж;

 - коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

При отсутствии технических решений  = 0;

Q^p_н- теплота сгорания топлива, МДж/кг;

Максимально разовый выброс рассчитывают по формуле:

= 0,0210⁶/36002478 = 0,003 г/с

Расчет валовых выбросов оксида углерода

Валовый выброс оксида углерода рассчитывают по формуле:

= 0,00112,9352.5(1-0/100) = 4,5 т/год

где: C_сo - выход оксида углерода при сжигании топлива, кг/т жидкого топлива:

С_со = g₃RQ^p_н = 0,50,6539,66 = 12,9 кг/т

где: g₃- потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, % (ориентировочно для мазута и природного газа g₃= 0,5 %);

R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленный наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода (для природного газа – R = 0,5, для мазута – R = 0,65);

G₄ - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, % (ориентировочно для мазута и газа G₄ = 0 %).

Максимально разовый выброс:

= 4,510⁶/36002478 = 0,63 г/с

Расчет валовых выбросов мазутной золы

Валовый выброс мазутной золы в пересчете на ванадий, выбрасываемой в атмосферу с дымовыми газами котлов в ед. времени:

М_v205 = 10^-6C_vB(1 - _ос) = 10^-6222,2134,4(1 - 0,07) = 0,03 т/год

где: С_v - количество ванадия, находящегося в 1 т мазута, г/т;

= 40000,1/1,8 = 222,2 г/т

где g_Т - содержание золы в мазуте на рабочую массу (мазут – 0,1 %);

В - расход топлива за рассматриваемый период, т/год;

_ос - доля ванадия, оседающего с твердыми частицами на поверхностях нагрева мазутных котлов (в долях единицы);

0,07 - для котлов с промпароперегревателями, очистка поверхности нагрева которых проводится в остановленном состоянии;

0,05 - для котлов без промпароперегревателей при тех же условиях очистки;

0 - для остальных случаев.

Максимально разовый выброс:

= 0,0310⁶/36002478 = 0,004 г/с

Расчет валовых выбросов пыли на камнедробильно-сортировочных установках

М_п = 360010^-619723,813 = 3,510² т/год (Дробилка щековая, изверженные породы)

М_п = 360010^-619723,812 = 3,210² т/год (Дробилка щековая, карбонатные породы)

М_п = 360010^-619722,425 = 4,310² т/год (Дробилка конусная, изверженные породы)

М_п = 360010^-619722,420 = 3,410² т/год (Дробилка конусная, карбонатные породы)

М_п = 360010^-61972518 = 6,410² т/год (Дробилка роторная, изверженные породы)

М_п = 360010^-61972534 = 1,210³ т/год (Дробилка роторная, карбонатные породы)

М_п = 360010^-619720,9710 = 69 т/год (Грохот ГИЛ-52, изверженные породы)

М_п = 360010^-619720,9711 = 76 т/год (Грохот ГИЛ-52, карбонатные породы)

М_п = 360010^-619720,975,5 = 38 т/год (Конвейер, изверженные породы)

М_п = 360010^-619720,977.0= 48 т/год (Конвейер, карбонатные породы)

Расчет выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников

Расчет валовых и максимально разовых выбросов от этих автомобилей проводится в соответствии с действующей методикой: Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом).

Выбросы вещества одним грузовым автомобилем в день при выезде с территории или помещения стоянки и возврате :

Автомобиль КАМАЗ 43114:

Выбросы СО

= 2,84 + 5,10,4 + 2,82 = 18,84 г.

= 5,10,4 + 2,82 = 7,64 г.

Выбросы СН

= 0,384 + 0,90,4+0,352 = 2,58 г.

= 0,90,4+0,352 = 1,06 г.

Выбросы NО_x

= 0,604 + 3,50,4 +0,602 = 5 г. = 3,50,4 +0,602 = 2,6 г.

Выбросы С

= 0,034 + 0,250,4 +0,0302 = 0,28 г. = 0,250,4 +0,0302 = 0,16 г.

Выбросы SO₂

= 0,0904 + 0,450,4 +0,0902 = 0,72 г. = 0,450,4 +0,0902 = 0,36 г.

Расчеты валовых и максимальных разовых выбросов АБЗ приведены в приложении 1.

Вывод: Выбросы предприятия ухудшают свойства атмосферного воздуха, приводят к образованию кислотных осадков, смога, приводят к уменьшению прозрачности атмосферы, к ее помутнению. Частицы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, образуют различные аэрозоли. Уменьшение прозрачности атмосферы в городах приводит к снижению поступления прямой солнечной радиации на 18-20%.

Жидкая вода находится в атмосфере главным образом в виде облаков, тумана и дымки. Помимо частиц воды в атмосфере присутствуют другие жидкости: например, образующиеся при неполном сгорании топлива жидкие углеводороды и их производные, которые улетучиваются в воздух. В результате фотохимических реакций между оксидами азота и углеводородами образуются новые жидкие органические соединения, которые рассеиваются в воздухе в виде мельчайших капель. Большая концентрация ядер конденсации (посторонних частиц) в атмосфере приводит к повышенной облачности, увеличению частоты выпадения осадков и туманов.

Оксиды азота играют большую роль в возникновении фотохимического смога (лос-анджелесского типа). Основной причиной фотохимического тумана являются выхлопные газы автотранспорта. В результате процессов взаимодействия углеводородов с оксидами азота образуется пероксиацилнитрат (ПАН) – очень токсичное соединение, озон, альдегиды.

В загрязнении атмосферы большую роль играют пыли и дымы, твердые частицы. Больше количество твердых частиц получается при сжигании топлива – это частицы сажи (С), оксидов металлов (Fe2О3). В глобальном масштабе твердые частицы в атмосфере имеют в основном минеральное происхождение, но в отдельных районах состав их меняется в зависимости от источников образования, и могут преобладать силикаты, карбонаты, сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов, тяжелые металлы, углеводороды, сажи и даже споры растений.

Сернистый газ – один из основных загрязнителей воздуха. В атмосфере происходит его окисление с образованием тумана серной кислоты. Это может быть фотохимическое или каталитическое окисление. Последнее связано с присутствием соответствующего катализатора (ионов тяжелых металлов) и достигает высокого уровня только в загрязненном воздухе. Даже в отсутствие света диоксид серы окисляется в воздухе при наличии некоторых оксидов металлов. Таким образом, оксиды железа и марганца являются потенциальными катализаторами окислительно-восстановительных превращений в атмосферной влаге.

Выбросы в атмосферу косвенно влияют на состояние гидросферы и, накапливаясь в водах и донных отложениях, могут стать источником вторичного загрязнения. Выделяющиеся в процессе производственной деятельности двуокись серы (SO2) и окислы азота (NОx) трансформируются в атмосфере Земли в кислотообразующие частицы. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые понижают рН дождевой воды. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы – озера, реки, заливы, пруды – повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибают живые организмы и растения. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

В результате деятельности АБЗ ООО «Монолит» в атмосферу выделяется ряд загрязняющих веществ. Режим работы АБЗ не является стабильным, так как он зависит от годовой программы, погодно-климатических условий, работы служб снабжения материалами.