Расчет выбросов загрязняющих веществ от машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий
В состав литейного цеха машиностроительного завода входят: плавильные агрегаты, шихтовый двор, участки приготовления формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки литья.
В качестве плавильных агрегатов используются в основном вагранки открытого и закрытого типа, дуговые и индукционные печи.
Расчет выброса загрязняющего вещества производится по формуле:
,
(1)
где q
– удельное выделение вещества на единицу
продукции (кг/т); D
– расчетная производительность агрегата
(т/ч);
- поправочный коэффициент для учета
условий плавки;
- эффективность средств по снижению
выбросов в долях единицы.
Значения удельного выделения загрязняющих веществ при плавке чугуна в открытых чугунных вагранках производительностью до 25 т/ч приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Удельное выделение загрязняющих веществ (кг/т) при плавке чугуна
Производительность вагранки, т/ч |
пыль |
Оксид углерода |
Сернистый ангидрид |
Углеводороды |
Оксиды азота |
2 |
20 |
200 |
1,5 |
2,60 |
0,014 |
3 |
20 |
200 |
1,4 |
2,40 |
0,014 |
4 |
20 |
200 |
1,4 |
2,30 |
0,012 |
5 |
20 |
185 |
1,4 |
2,20 |
0,013 |
7 |
19 |
200 |
1,5 |
2,40 |
0,014 |
10 |
19 |
180 |
1,4 |
2,20 |
0,014 |
15 |
17 |
180 |
1,3 |
2,10 |
0,012 |
20 |
18 |
190 |
1,5 |
2,30 |
0,014 |
25 |
19 |
200 |
1,4 |
2,40 |
0,014 |
Закрытые чугунолитейные вагранки производительностью 5 – 10 т/ч при плавке чугуна выделяют в среднем на тонну выплавляемого металла: пыли – 11,5 кг, оксид углерода – 193 кг, сернистого ангидрида – 0,4 кг, углеводородов – 0,7 кг.
Кроме того, при выливке 1т чугуна из вагранок в ковши в атмосферу цеха выделяется около 125 – 130 г оксида углерода и 18 – 22 г графитной пыли, удаляемых через фонарные проемы или через систему общеобменной вентиляции.
При разливе чугуна в формы в атмосферу цеха выделяется оксид углерода. Его количество q зависит от массы отливок m следующим образом:
m, кг…….... 8 – 30 31 – 50 51 – 100 101 – 200
q, кг………. 1,2 1,1 1,05 1,00
m, кг………201 – 300 301 – 500 501 – 1000 1001 – 2000
q, кг………. 0,90 0,80 0,75 0,70
это дополнительное выделение загрязняющих веществ необходимо учитывать как неорганизованные выбросы.
Емкость электродуговых печей, предназначенных для плавки стали и чугуна, на машиностроительных предприятиях не превышает 100 т. Выделение ими загрязняющих веществ в ходе технологического процесса зависит от марок выплавляемых сплавов, продувки кислородом и ряда других факторов, причем состав и количество выделяющихся компонентов изменяется в течение плавки. В табл.2 приведены усредненные показатели выделения вредных веществ на единицу продукции, а в табл.3 – значение коэффициента .
Таблица 2
Удельное выделение загрязняющих веществ (q)из электродуговых печей
Емкость печи, т |
Выплавка стали |
Выплавка чугуна |
|||||||
Произво-дительность печи, т/ч |
q, кг/т |
Произво-дительность печи, т/ч |
q, кг/т |
||||||
пыль |
Оксид углерода |
Оксид азота |
пыль |
Оксид углерода |
Оксид азота |
||||
0,5 |
0,33 |
9,9 |
1,4 |
0,27 |
--- |
-- |
-- |
-- |
|
1,5 |
0,94 |
9,8 |
1,2 |
0,26 |
--- |
-- |
-- |
-- |
|
3,0 |
1,56 |
9,5 |
1,3 |
0,26 |
1,65 |
9,5 |
1,3 |
0,26 |
|
5,0 |
2,0 |
9,4 |
1,3 |
0,26 |
2,5 |
9,4 |
1,3 |
0,26 |
|
6,0 |
2,7 |
9,2 |
1,4 |
0,27 |
2,8 |
9,2 |
1,4 |
0,27 |
|
10,0 |
3,0 |
8,8 |
1,4 |
0,27 |
4,5 |
8,8 |
1,4 |
0,27 |
|
12,0 |
4,2 |
8,7 |
1,5 |
0,29 |
5,1 |
8,7 |
1,5 |
0,29 |
|
20,0 |
5,9 |
8,1 |
1,5 |
0,29 |
7,0 |
8,1 |
1,5 |
0,29 |
|
25,0 |
6,2 |
7,6 |
1,5 |
0,29 |
8,0 |
7,6 |
1,5 |
0,29 |
|
40,0 |
10,6 |
7,0 |
1,5 |
0,29 |
12,0 |
7,0 |
1,5 |
0,29 |
|
50,0 |
11,4 |
6,9 |
1,4 |
0,28 |
14,0 |
6,9 |
1,4 |
0,28 |
|
100,0 |
21,0 |
6,6 |
1,5 |
0,29 |
23,0 |
6,6 |
1,5 |
0,29 |
|
Таблица 3
Значения коэффициента
Условия плавки |
Для стали |
Для чугуна |
Кислый процесс |
1,00 |
1,00 |
Основной процесс |
0,80 |
0,67 |
Применение кислорода |
1,15 |
1,10 |
Плавка легированной стали |
0,85 |
--- |
Предварительный нагрев шихты до 4000С |
--- |
1,22 |
Кроме веществ, указанных в табл.2 в выбросах 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 (см. табл.2) следует увеличить в 1,4 – 1,5 раза, при продувке кислородом – принимать ориентировочно 0,5 кг на 1 м3 кислорода.
Для индукционных тигельных печей промышленной частоты тока, тигельных и канальных для плавки чугуна и тигельных печей повышенной частоты тока для плавки стали средний удельный показатель выделения пыли составляет 0,75 – 1,5 кг/т металла, масса газообразных загрязняющих веществ незначительна.
При работе плавильных агрегатов, кроме организованных, нужно учитывать неорганизованные выделения за счет неплотностей технологического оборудования и при выполнении некоторых операций производственного процесса. Они составляют в среднем 40% массы веществ, выделяемых плавильными агрегатами. Поэтому для оценки количества организованных и неорганизованных выбросов в формулу (1) следует ввести коэффициент 1,4.
Плавка цветных металлов и сплавов на их основе на машиностроительных заводах осуществляется в основном в индукционных тигельных и канальных печах, печах сопротивления и электродуговых, производительность которых находится в пределах 0,15 – 2,0 т/ч. В газовых выделениях содержатся возгоны металла и его оксидов, оксиды серы и азота, фтористый водород, аммиак, ионы хлора, графитовая пыль, фтористый кальций, хлористый барий и другие соединения. Количественный состав этих выделений еще недостаточно изучен. В табл. 3 приведены ориентировочные удельные показатели для пыли, оксидов азота, серы и углерода и для прочих веществ (суммарно). В табл.5 приведены ориентировочные выделения загрязняющих веществ при литье алюминия за 1 ч.
Таблица 4