Временное методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов

(утв. МПСМ СССР)

ВРЕМЕННОЕ МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО РАСЧЕТУ ВЫБРОСОВ ОТ НЕОРГАНИЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ВВЕДЕНИЕ

Методическое пособие предназначено для ориентировочных расчетов количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу неорганизованными источниками предприятий промышленности строительных материалов. Оно может быть использовано 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 гг., и анализа литературных источников.

Временное методическое пособие разработано в соответствии с этапом 03.06Д1д 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 отрасли

    Основными  вредными   веществами,   поступающими   от  неорганизованных
стационарных  источников  загрязнения  окружающей  среды  в  промышленности
строительных  материалов,  являются  пылевыбросы  и газообразные компоненты
(CO, SO , NO  и др.),  выделяющихся  при  работе  карьерного  транспорта  и
       х    х

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 атмосферу

На 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.

Основные недостатки 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 методы 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, хвостохранилища

Общий объем выбросов для них можно охарактеризовать следующим уравнением:

                                                -6

    q = A + B = K  x K  x K  x K  x K  x K  x G x 10   x B' / 3600 +
                 1    2    3    4    5    7

                + (K  x K  x K  x K  x K  x q' x F), г/с,               (1)
                    3    4    5    6    7

где:

A — выбросы при переработке (ссыпка, перевалка, перемещение) материала, г/с;

B — выбросы при статическом хранении материала;

K — весовая доля пылевой фракции в материале. 1

Определяется путем отмывки и просева средней пробы с выделением фракций пыли размером 0 — 200 мкм;

K — доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль; 2

K — коэффициент, учитывающий местные метеоусловия и принимаемый в 3 соответствии с табл. 2;

K — коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности 4 узла от внешних воздействий, условия пылеобразования.

Берется по данным табл. 3;

K — коэффициент, учитывающий влажность материала и принимаемый в 5 соответствии с данными табл. 4;

K — коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого 6

материала и определяемый как соотношение F     / F. Значение K   колеблется
                                          факт                6
в пределах 1,3  - 1,6  в  зависимости  от  крупности  материала  и  степени

заполнения;

K — коэффициент, учитывающий крупность материала и принимаемый в 7 соответствии с табл. 5.

F <1> - это фактическая поверхность материала с учетом рельефа его факт сечения;

F — поверхность пыления в плане, кв. м;

q' — унос пыли с одного кв. м фактической поверхности в условиях, когда

K  = K  = 1.
 3    5

Принимается в соответствии с данными табл. 6;

G — суммарное количество перерабатываемого материала, т/ч;

B' — коэффициент, учитывающий высоту пересыпки и принимаемый по данным табл. 7.

<1> Учитывать только площадь, на которой производятся погрузочно-разгрузочные работы.

Таблица № 1

Таблица N 2

ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ K ОТ СКОРОСТИ ВЕТРА 3

Таблица N 3

ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ K ОТ МЕСТНЫХ УСЛОВИЙ 4

<1> При переводе неорганизованных источников узла пересыпки в организованные считать выброс пыли в атмосферу до 30%.

Таблица N 4

ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ K ОТ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ 5

<1> Песок для складов при влажности 3% и более выбросы не считать.

Таблица N 5

ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ K ОТ КРУПНОСТИ МАТЕРИАЛА 7

Таблица N 7

ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ B' ОТ ВЫСОТЫ ПЕРЕСЫПКИ

Склады и хвостохранилища рассматриваются как равномерно распределенные источники пылевыделений.

Проверка фактического дисперсного состава пыли и уточнение значения K 2

производится  отбором проб запыленного воздуха на границах пылящего объекта
(склада,  хвостохранилища)  при скорости ветра 2 м/с, дующего в направлении

точки отбора пробы.

4. Пересыпка пылящих материалов

Интенсивными 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):

                                         -6

    Q = K  x K  x K  x K  x K  x K  x G x 10   x B' / 3600, г/с,        (2)
         1    2    3    4    5    7

    K , K , K , K , K , K  - коэффициенты,   аналогичные   коэффициентам  в
     1   2   3   4   5   7

формуле (1);

G — производительность узла пересыпки, т/ч;

B' — коэффициент, учитывающий высоту пересыпки и принимаемый по данным табл. 7.

4.1 Пересыпка угля <1>

<1> «Методика определения удельных выбросов вредных веществ в атмосферу на единицу продукции при подземной добыче угля и сланца», ВНИИОСуголь, Пермь, 1978.

При пересыпках, погрузке и разгрузке угля на технологическом комплексе поверхности угольных шахт удельный выброс пыли определяется по формуле:

                       J   = E x A   / П , кг/т,                        (3)
                        уi        уi    у

где:

A — количество угля, прошедшего через i-ую точку пересыпки (погрузки, уi разгрузки), т/ч;

П — добыча угля на шахте, т/ч; у

E — удельное пылевыделение, кг/т, определяемое следующим образом:

E = a x wpn + C, кг/т, (4)

a, n, C — эмпирические параметры, значения которых для углей разных марок представлены в таблице 8;

wp — влажность угля, %.

Таблица № 8

ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ n, a, C ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ (E)

Удельное пылеобразование при пересыпках, погрузке, разгрузке рядового угля или смеси нескольких стандартных классов рассчитываются по формуле:

                      E = SUM E  x Y  / 100, кг/т,                      (5)
                               i    i

где:

E — удельное пылевыделение i-го стандартного класса крупности угля, i кг/т;

Y — доля i-го класса крупности в смеси угля, %. i

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 является 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 (не приводится) 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 = K  x K  x K  x K  x K x q' x F, г/с.                 (6)
                    3    4    5    6    7

5. Карьеры

Карьеры можно рассматривать, как единые источники равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных выемочно-погрузочных и буро-взрывных работ.

5.1. Выбросы пыли при автотранспортных работах

Движение 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 автотранспортом в пределах карьера, можно характеризовать следующим уравнением:

          Q = C  x C  x C  x N x альфа x q  x C  x C  / 3600 +
               1    2    3                1    6    7

                 + (C  x C  x C  x q' x F  x n), г/с,                   (7)
                     4    5    6    2    0

где:

C — коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность единицы 1 автотранспорта и принимаемый в соответствии с табл. 9.

Средняя грузоподъемность определяется, как частное от деления суммарной

грузоподъемности  всех  действующих  в  карьере  машин  на их число "n" при
условии,  что  максимальная  и  минимальная  грузоподъемности отличаются не

более чем в 2 раза;

C — коэффициент, учитывающий среднюю скорость передвижения транспорта 2 в карьере и принимаемый в соответствии с табл. 10.

Средняя скорость транспортирования определяется по формуле:

N = № x L / n, км/ч; ср

C — коэффициент, учитывающий состояние дорог и принимаемый в 3 соответствии с табл. 11;

C — коэффициент, учитывающий профиль поверхности материала на 4

платформе и определяемый как соотношение F     / F ;
                                          факт    0
    F     - фактическая поверхность материала на платформе;

 факт

    F  - средняя площадь платформы. Значение C  колеблется в пределах 1,3 -
     0                                        4

1,6 в зависимости от крупности материала и степени заполнения платформы;

C — коэффициент, учитывающий скорость обдува материала, которая 5

определяется  как  геометрическая сумма скорости ветра и обратного  вектора
средней  скорости  движения  транспорта;  значение коэффициента приведено в

табл. 12;

C — коэффициент, учитывающий влажность поверхностного слоя материала, 6 равный C = C в уравнении (1) и принимаемый в соответствии с табл. 4; 6 5

N — число ходок (туда и обратно) всего транспорта в час;

L — средняя протяженность одной ходки в пределах карьера, км;

    q'  -  пылевыделение  в атмосферу на 1 км пробега при C  = C  = C  = 1,
                                                           1    2    3

принимается равным 1450 г;

q' — пылевыделение с единицы фактической поверхности материала на

 2

платформе, г/кв. м x с; q' = q' (табл. 6); 2

n — число автомашин, работающих в карьере;

C — коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу, и равный 7 0,01.

Таблица № 9

ЗАВИСИМОСТЬ C ОТ СРЕДНЕЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ АВТОТРАНСПОРТА 1

Таблица № 10

ЗАВИСИМОСТЬ C ОТ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ 2

Таблица № 11

ЗАВИСИМОСТЬ C ОТ СОСТОЯНИЯ ДОРОГ 3

Таблица № 12

ЗАВИСИМОСТЬ C ОТ СКОРОСТИ ОБДУВА КУЗОВА 5

<1> Песок для складов при влажности 3% и более выбросы не считать.

5.2 Выбросы токсичных газов при работе карьерных машин

Расход топлива в кг/час на одну л.с. мощности составляет ориентировочно для карбюраторных двигателей 0,4 кг/л.с. ч и для дизельных двигателей — 0,25 кг/л.с. 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 эмиссии <1>, приведенные в табл. 13.

<1> Данные заимствованы в «Инструкции по определению вредных веществ, выбрасываемых автотранспортом», разработанной ГГО Главгидрометеослужбы.

Таблица № 13

ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СГОРАНИИ 1 Т ТОПЛИВА

<...>

где:

    n , n , ..., n  - количество  одновременно  работающих  буровых станков
     1   2        i

    z , z , ..., z  -  количество  пыли,   выделяемое   из   скважин  перед
     1   2        i

пылеочисткой, г/ч;

    эта , эта , ..., эта  -  эффективность   установленного   пылеочистного
       1     2          i

оборудования (табл. 15).

Таблица № 14

ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ МАШИН В КАРЬЕРАХ <1>

<1> Заимствовано из монографии В.С. Никитина «Методика определения интенсивности пылевыделения различных источников непрерывного действия в карьерах», Москва, 1964.

Таблица № 15

ЗНАЧЕНИЕ эта ДЛЯ РАСЧЕТА ОБЪЕМА ПЫЛЕВЫБРОСОВ ПРИ БУРЕНИИ

5.5. Выбросы пыли при взрывных работах

Взрывные работы сопровождаются массовым выделением пыли. Большая мощность пылевыделения обуславливает кратковременное загрязнение атмосферы, в сотни раз превышающее ПДК. Для расчета единовременных выбросов пыли при взрывных работах можно воспользоваться уравнением (11):

                                            6

                 Q  = a  x a  x a  x a  x Д x 10 , г,                  (11)
                  4    1    2    3    4

где:

a — количество материала, поднимаемого в воздух при взрыве 1 кг ВВ 1 (4 — 5 т/кг);

a — доля переходящей в аэрозоль летучей пыли с размером частиц

 2

0 — 50 мкм по отношению к взорванной горной массе (в среднем -5 a = 2 x 10 ); 2

    a   -  коэффициент, учитывающий скорость ветра в зоне взрыва (a  = K ),
     3                                                             3    3

см. табл. 2;

a — коэффициент, учитывающий влияние обводнения скважин и 4 предварительного увлажнения забоя (табл. 16);

Д — величина заряда ВВ, кг.

Таблица № 16

ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА a , УЧИТЫВАЮЩЕГО ВЛИЯНИЕ 4

  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.

Таблица № 17

Таблица № 18

Примечание. Удельный вес образующихся газовых примесей:

гамма = 1,25 кг/куб. нм, CO

гамма = 2,05 кг/куб. нм, NO 2

гамма = 2,67 кг/куб. нм. SO 2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В 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 ЛИТЕРАТУРЫ

1. 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.