Расчет выбросов в атмосферу загрязняющих веществ
Расчет загрязнений атмосферного воздуха производится на основе «Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД-86).
Основные задачи расчетов.
1. Определение допустимых нормативов (лимитов) выбросов для каждого загрязняющего вещества по известному составу и расходу дымовых газов при заданных условиях выбросов от источника загрязнений (ИЗ).
2. Определение количества вредных веществ, которые могут поступить от данного источника за время работы (ИЗ) в течение года Мфi (т/год).
3. Расчет ПДВ. ПДВ – это максимальные выбросы в единицу времени для данного природопользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества Сi, не превышающую ПДКМРi, с учетом фонового загрязнения Сфi.
Для газов с избыточной температурой ДТ ПДВ определяется по формуле:
, г/с
Здесь ПДКМРi – максимальная разовая предельно допустимая концентрация i-того вещества в приземном слое атмосферы, мг/мі;
Сфi – фоновая концентрация вредного вещества в приземном слое атмосферы, мг/мі;
А – коэффициент атмосферной температурной стратификации, определяющий условия вертикального перемещения слоев (240 – для субтропиков, 200 – для Нижнего Поволжья, Северного Кавказа, Сибири, 160 – для Севера, 120 – для центра РФ);
F – коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц (для газов – 1, для пыли при разных степенях очистки – 2…3);
m,n – коэффициенты, учитывающие условия выбросов (при оценочных расчетах их произведение может быть принято равным 1);
о – коэффициент, характеризующий местность (для равнины – 1, для пересеченной – 2);
Н – высота трубы, м;
VДГ – объемный расход дымовых газов, мі/с;
ДТ – разность температур уходящих газов и наружного воздуха, °С.
| Вредные примеси в воздухе | Химич. формула | Коэффициенты | Разовая доза ПДК, мг/мі | Класс опасн. | |||
| F | m | n | Максим. | Ср./сут. | |||
| Пыль, зола | - | 0,5 | 0,15 | ||||
| Окись углерода | СО | 0,5 | |||||
| Окись азота | NO | 0,6 | 0,06 | ||||
| Сернистый ангидрид | SO2 | 0,5 | 0,05 | ||||
| Двуокись азота | NO2 | 0,085 | 0,009 |
Полученные значения ПДВ пересчитываются в массу допустимых выбросов за общее время работы ИЗ (фраб) в течение года МiПДВ (т/год) по формуле:
МiПДВ=ПДВi * фраб.
Масса фактических выбросов за год Мфi определяется по формуле:
Мфi = а * МiПДВ, т/год
Здесь а – степень превышения фактических выбросов над ПДВ.
Задача №1
Цель расчета: определить нормативы допустимых выбросов и количество фактических вредных выбросов в атмосферу при сжигании углеводородного топлива в котельной за год для пяти вредных веществ: SO2, CO, NO, NO2 и золы.
Расчет произвести для двух вариантов:
1. Масса выброса равна массе ПДВ.
2. Масса выброса превышает ПДВ в а раз.
Сопоставить результаты расчетов и сделать выводы.
Котельная работает без аварий в течение отопительного сезона.
Исходные данные.
| № п/п | Расход дым. газов Vдг, мі/с | Высота трубы Н, м | Характ. местности о | ДТ, °С | Степень превышения норматива а | Фон. конц. загр. Сфi, мг/мі | Город Краснодар | |
| А | Кэс | |||||||
| 6,0+0,015*44 | 15+0,1*44 | 2,5+0,01*44 | 0,37*ПДК | 1,92 |
Для газов с избыточной температурой ДТ ПДВ определяется по формуле:
, г/с
Составим вспомогательную таблицу:
| Вредные примеси в воздухе | Химич. формула | ПДКМР мг/мі | СФi мг/мі | |
| Зола | - | 0,5 | 0,185 | |
| Окись углерода | СО | 1,85 | ||
| Окись азота | NO | 0,6 | 0,222 | |
| Сернистый ангидрид | SO2 | 0,5 | 0,185 | |
| Двуокись азота | NO2 | 0,085 | 0,031 |
ПДВзола = 
=2,58 г/с
ПДВCO = 
=77,30 г/с
ПДВNO = 
=9,28 г/с
ПДВSO2 = 
=7,73 r/c
ПДВNO2 = 
1,33 г/с
Полученные значения ПДВ пересчитываются в массу допустимых выбросов за общее время работы ИЗ (фраб) в течение года МiПДВ (т/год) по формуле
МiПДВ = ПДВi * фраб.
Так как время работы ИЗ по условию 1 год, то для варианта 1 МiПДВ = ПДВi, а для 2-го варианта МiПДВ = а * ПДВi.
М1зола ПДВ = ПДВзола = 2,58 г/с
М1CO ПДВ = ПДВCO = 77,30 г/с
М1NO ПДВ = ПДВNO = 9,28 г/с
М1SO2 ПДВ = ПДВSO2 = 7,73 r/c
М1NO2 ПДВ = ПДВNO2 = 1,33 г/с
М2зола ПДВ =a*ПДВзола =2,94*2,58= 7,58 г/с
М2COПДВ=a*ПДВCO=2,94*77,30=227,27 г/с
М2NO ПДВ =a*ПДВNO =2,94*9,28= 27,27 г/с
М2SO2 ПДВ =a*ПДВSO2 =2,94*7,73=22,73 r/c
М2NO2 ПДВ =a*ПДВNO2 =2,94*1,33= 3,90 г/с
Масса фактических выбросов за год Мфi определяется по формуле:
Мфi = а * МiПДВ , т/год.
Здесь а – степень превышения фактических выбросов над ПДВ.
1 вариант.
М1фзола = 2,94*2,58=7,58 т/год
М1фCO = 2,94*77,30=227,27 т/год
М1фNO = 2,94*9,28= 27,27 т/год
М1фSO2 =2,94*7,73= 22,73 т/год
М1фNO2 = 2,94*1,33= 3,90 т/год
2 вариант.
М2фзола = 2,94*7,58=22,27 т/год
М2фCO = 2,94*227,27=668,17 т/год
М2фNO = 2,94*27,27=80,18 т/год
М2фSO2 =2,94*22,73= 66,82 т/год
М2фNO2 = 2,94*1,33=11,45 т/год
При превышении массы допустимых выбросов над ПДВ масса фактических выбросов растет в геометрической прогрессии.
Расчет платы за загрязнение среды выбросами котельной
Суммарная плата за загрязнение среды выбросами складывается из
- платы за ПДВ по базовой цене (Пi, руб./год), включаемой в себестоимость, и
- платы за превышение ПДВ по нормативу платы в пределах установленных лимитов (ПiЛ, руб./год)
2.1. Расчет платы ПУ (руб./год) за фактические выбросы Мфi от данного ИЗ может производиться для двух случаев:
Вариант 1. Если выбросы не превышают ПДВ, то есть Мфi <= МiПДВ. В этом случае суммарная плата за загрязнение среды определяется по формуле:
, руб./год
Здесь Ки – коэффициент индексации (установленный на 2006 г. Ки = 1,3)
Кэс - коэффициент экологической ситуации для данной местности (из Прил. 2 к пост. Правит. РФ №344 от 12.06.2003 г.: для Северо-Кавказского региона – 1,6, для городов Кэс*1,2, для Краснодара 1,92)
Пi – нормативная плата за выброс 1-ой тонны ПДВ i-того вещества, руб./т(из Прил. 1 к пост. Правит. РФ №344 от 12.06. 2003 г.) (SO2-40, CO-0,6, NO-35, NO2-52, зола-55)
Мфi – величина фактического выброса i-того вещества, т/год.
Вариант 2. Если выбросы превышают ПДВ, но находятся в пределах установленных лимитов, то суммарная плата за загрязнение определяется по формуле:
.
Ки – коэффициент индексации (установленный на 2006 г. Ки = 1,3)
Кэс - коэффициент экологической ситуации для j-того ИЗ
Пi – нормативная плата за выброс 1-ой тонны ПДВ i-того вещества, руб./т
МiПДВ – масса ПДВ i-того вещества в атмосферу, т/год
ц – штрафной коэффициент: в настоящее время равен 5.
Мфi – величина фактического выброса i-того вещества, т/год
а – степень превышения фактических выбросов над ПДВ.
Плата за превышение ПДВ производится за счет прибыли.
Выводы. На основе этих расчетов
– делают вывод о необходимости очистки выбросов,
- дают технико-экономическую оценку вариантов систем очистки.
Задача №2
Цель расчета: Рассчитать плату за годовые выбросы из котельной пяти для 5-ти вредных веществ: SO2, CO, NO, NO2 и золы по данным задачи №1.
Расчет произвести для двух вариантов:
1. Масса выброса равна массе ПДВ.
2. Масса выброса превышает ПДВ в а раз.
Выбросы находятся в пределах допустимых лимитов.
Сопоставить результаты расчетов и сделать выводы.
Решение.
Если выбросы превышают ПДВ (как в наших случаях), но находятся в пределах установленных лимитов, то суммарная плата за загрязнение определяется по формуле:
.
Ки – коэффициент индексации (установленный на 2006 г. Ки = 1,3)
Кэс - коэффициент экологической ситуации для j-того ИЗ (для Краснодара 1,92)
Пi – нормативная плата за выброс 1-ой тонны ПДВ i-того вещества, руб./т (SO2-40, CO-0,6, NO-35, NO2-52, зола-55)
МiПДВ – масса ПДВ i-того вещества в атмосферу, т/год
ц – штрафной коэффициент: в настоящее время равен 5.
Мфi – величина фактического выброса i-того вещества, т/год
а – степень превышения фактических выбросов над ПДВ.
1 вариант.
П1У = 1,3*1,92*(1516,9+496,29+3474,8+3309,2+737,36) = 23798,24 руб/год
2 вариант.
П2У = 1,3*1,92*(4458,3+1459,06+10213,35+9727,2+2167,88) = 69952,37 руб/год
При превышении выбросов сверх ПДВ плата возрастает в геометрической прогрессии.
Для уменьшения платы за загрязнение атмосферы стоит добиваться эффективного снижения выбросов вредных веществ, а также, по возможности, возврата их в исходный технологический процесс.