По дисциплине: «Экология и устойчивое развитие»
Тема: «Расчет категории опасности производства»
Вариант № 3
Выполнил:
студент гр. АУ-15-4
Балгалиев Р.Д.
Проверил:
ассистент кафедры
«БЖДиЗОС»
Айтбаева Ж.М.
«__» _______ 2015г.
Алматы 2015
Содержание
Введение…………………………………………………………….. …….3
Расчетно-графическая часть……………………………………….. …….4
Заключение.……………………………………………………....……….13
Список использованной литературы………………………….………...14
 |
Введение
В настоящее время, в результате человеческой деятельности, экология нашей планеты продолжает ухудшаться. Причиной тому являются загрязнения создаваемые крупными промышленными предприятиями, автомобилями, вырубка лесов и необдуманные действия людей. Загрязнение нашей планеты не прекращается. Но это можно остановить путем спонсирования предприятий, внедрения экологически чистого топлива, установки современного оборудования. Но чтобы это осуществить, необходимо точно знать, что для этого необходимо. Для этого существует наука экология. При помощи этой науки стало возможным точно рассчитать все параметры, провести анализ загрязнений и получить точную инструкцию для действий. Я думаю, что изучение данной науки поможет защитить и сохранить нашу планету.
Цель расчетно-графической работы заключается в расчете наивысшей и наименьшей категории выброса отходов и загрязняющих веществ в окружающую среду и атмосферу.
Расчетно-графическая часть
Задание:
На предприятии размещены следующие цеха и производства:
Котельная, гальванический, механический цеха, сварочный участок и гараж.
Определить категорию опасности производства.
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Исходные данные для работы
| Цех | Наименование станка | Количество |
| Механический | Кругло шлифовальные | |
| Заточные | ||
| Токарные | ||
| Время работы | ||
| Сварочный | Марка электродов | АНО-3 |
| Масса расход. мат-ов, кг/год | ||
| Гальванический | Общая площадь ванн при процессе обезжиривания, м2 | |
| а) органический растворитель | ||
| б) электрохимический | ||
| Время работы | ||
| Гараж | Пробег, км | |
| а) грузовые с бензиновым ДВС | ||
| б) автобусы с бензиновым ДВС | ||
| в) автобусы дизельные | ||
| г) служебные легковые | ||
| Котельная | Расход натурального топлива | |
| Марка топлива | КР | |
| Коэффициент очистки воздуха ЗУ | ||
| Вид топки | Шахтная | |
| КNO2 | 0,15 |
Решение:
1 Механический цех
Состав и количество планируемых выбросов в атмосферный воздух определяется расчетом на основе анализа рабочего процесса.
При механической обработке металлов выделяются пыль, туман и пары масел и смазочно-охлаждающих жидкостей, различные газообразные вещества. Валовое выделение вредных веществ определяется исходя из нормо-часов работы станочного парка. Расчет выбросов при механической обработке производится по формуле (1) (т/год):
M = 3600 x q x Т x 10-6, (1)
где q – удельное выделение пыли (г/с);
Т – время работы станков, (час).
Рассчитаем выбросы пыли для круглошлифовальных станков в количестве 98 экземпляров диаметром 400мм:
M = 3600 x 0,180 x 1700 x 10-6 x 98= 107,96 (т/год)
Рассчитаем выбросы пыли для заточных станков в количестве 23 экземпляров диаметром 350мм:
M = 3600 x 0,160 x 1700 x 10-6 x 23= 22,522 (т/год)
И того общее количество выбросов пыли при механической обработке равно:
ΣМ = 130.482 (т/год).
Выбросы для токарных станков крупных размеров в количестве 130 мощностью оборудования 20-100 кВт при охлаждении СОЖ:
M = 3600 x 0,063 x 1700 x 10-6 x 130= 50,123 (т/год)
при охлаждении маслом:
M = 3600 x 0,063 x 1700 x 10-6 x 130= 50,123 (т/год)
Тогда общее количество выбросов для заточных станков в количестве 130 экземпляров:
М=50.123+50.123=100.246 (т/год)
2 Цеха и участки сварки и резки металлов
Расчет выбросов производится по формуле (2) (т/год):
Mi = qi x m x 10-6, (2)
где qi – удельное выделение вредного вещества (г/кг);
m – масса расходуемого материала(кг/г).
Рассчитаем для электрода АНО-3 выбросы
сварочной аэрозоли:
Mi = 17,0 x 850 x 10-6 = 0,014 (т/год)
марганца и его оксидов:
Mi = 1,85 x 850 x 10-6 = 0,00157 (т/год)
3 Гальванический цех
При расчете количества вредных веществ, выделяющихся при гальванической обработке, принят удельный показатель q, отнесенный к площади поверхности гальванической ванны. Количество загрязняющего вещества (т/год), отходящего от единицы технологического оборудования определяется по формуле (3):
M = 10-6 · q · T · F · K3 · Ky (3)
где F – площадь зеркала ванны (м2);
– коэффициент укрытия ванны: при наличии в составе поверхностных активных веществ (ПАВ) 
; при отсутствии ПАВ 
;
Т- время работы;
K3 – коэффициент загрузки ванны 0,8-0,9.
Так как в задании ничего не говорится о ПАВ, следовательно , а коэффициент загрузки возьмем 
.
Рассчитаем количество загрязненного вещества при обезжиривании органическими растворителями:
Для бензина
M = 10-6 x 4530 x 4160 x 90 x 1 x 1 = 1696 (т/год);
Для керосина
M = 10-6 x 1560 x 4160 x 90 x 1 x 1 = 584 (т/год);
Для уайт-спирта
M = 10-6 x 5800 x 4160 x 90 x 1 x 1 = 2171 (т/год);
Для бензола
M = 10-6 x 2970 x 4160 x 90 x 1 x 1= 1112 (т/год);
Для трихлорэтилена
M = 10-6 x 3940 x 4160 x 90 x 1 x 1= 1475 (т/год);
Для тетрахлорэтилена
M = 10-6 x 4200 x 4160 x 90 x 1 x 1= 1572 (т/год);
Для трифтортрихлорэтана
M = 10-6 x 14910 x 4160 x 90 x 1 x 1= 5582 (т/год).
Рассчитаем количество загрязненного вещества при электрохимическом обезжиривании едкой щелочью:
M = 10-6 x 39,6 x 4160 x 90 x 1 x 1= 9,06 (т/год).
4 Выбросы от автотранспорта предприятия
Масса выброшенного за расчетный период i-того вредного вещества при наличии в группе автомобилей с различными двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные, газовые) определяется по формуле (4) (т/г):
Mi = qi x τ x n x R x 10-6, (4)
где qi – удельный выброс i-того вредного вещества автомобилем (г/км);
τ – пробег автомобиля за расчетный период (км);
n – коэффициент влияния среднего возраста парка на выбросы автомобиля;
R – коэффициент влияния технического влияния автомобиля.
Рассчитаем выбросы для грузовых автомобилей с бензиновым ДВС
оксидов углерода (CO):
M=55,5 x 16000 x 1,33 x 1,69 x 10-6 = 1,996 (т/год);
углеводорода(CH):
M=12,0 x 16000 x 1,33 x 1,69 x 10-6 = 0,431 (т/год);
оксидов азота(
):
M=6,8 x 16000 x 1,33 x 1,69 x 10-6 = 0,244 (т/год)
Рассчитаем выбросы для автобусов с бензиновым ДВС
оксидов углерода (CO):
M=51,5 x 18000 x 1,32 x 1,69 x 10-6 = 2,068 (т/год);
углеводорода(CH):
M=9,6 x 18000 x 1,32 x 1,69 x 10-6 = 0,385 (т/год);
оксидов азота():
M=6,4 x 18000 x 1,32 x 1,69 x 10-6 = 0,257 (т/год)
Рассчитаем выбросы для дизельных автобусов
оксидов углерода (CO):
M=15,0 x 11000 x 1,27 x 1,80 x 10-6 = 0,377 (т/год);
углеводорода(CH):
M=6,4 x 11000 x 1,27 x 1,80 x 10-6 = 0,160 (т/год);
оксидов азота():
M=8,5 x 11000 x 1,27 x 1,80 x 10-6 = 0,213 (т/год)
Рассчитаем выбросы для служебных и специальных легковых автомобилей
оксидов углерода (CO):
M=16,5 x 27000 x 1,28 x 1,63 x 10-6 = 0,929 (т/год);
углеводорода(CH):
M=1,6 x 27000 x 1,28 x 1,63 x 10-6 = 0,090 (т/год);
оксидов азота():
M=2,23 x 27000 x 1,28 x 1,63 x 10-6 = 0,125 (т/год)
5 Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива в котлах
Методика предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторов.
Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц печей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени сжигания твердого топлива и мазута, выполняется по формуле (5):
Птв = B x Ar x X х (1-η), (5)
где В – расход натурального топлива (т/год, г/с);
Ar – зольность топлива на рабочую массу (%);
η – доля твердых частиц, улавливаемых золоуловителем;
Х = аун/(100 - Гун); аун – доля золы топлива в уносе;
Гун – содержание горючих в уносе (%)
Птв = 50 x 37,5 x 0,0019 х (1-0) = 3,562(т/год).
Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO2 (т/год, т/час, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоаграгата в единицу времени, выполняется по формуле (6):
ПSO2 = 0,02 x B x Sr x (1-ηSO2) x (1-η’SO2), (6)
где Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу (%);
ηSO2 – доля оксидов серы, связанных с летучей золой топлива. Для прочих углей – 0,1;
η’SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых золоуловителем
ПSO2 = 0,02 x 50 x 0,82 x (1-0,1) x (1 – 0) = 0,768 (т/год)
Ориентировочная оценка выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может проводится по формуле (7):
ПСO = 0,001 x B x Qir x KCO x (1-q4/100), (7)
где KCO – количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж)
Для бурых углей:
ПСO = 0,001 x 50 x 17,12 х 106 x 1,9 х 10-9 x (1-2/100) = 0,00159 (т/год)
Для каменных углей:
ПСO = 0,001 x 50 x 17,12 х 106 x 1,9 х 10-9 x (1-2/100) = 0,00159 (т/год)
И того суммарное количество выбросов оксида углерода равно:
ΣM(СО) = 0,00318 (т/год)
Оксиды азота. Количество оксидов азота (в пересчете на NO2), выделяемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле (8):
ПNO2 = 0,001 x B x Qir x KNO2 x (1 - β), (8)
где Qir – теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг);
KNO2 – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж);
β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений
ПNO2 = 0,001 x50 x 17,12 х 106 x 0,15 х 10-9 x (1 - 0) = 0,00013(т/год).
6 Расчет категории опасности предприятия
Расчет категории опасности предприятия производится по формуле (9):
КОП = Σ(Mi/ПДКi)ai, (9)
где Mi – масса выброса i-того вещества (т/год);
ПДКi – среднесуточное ПДК i-того вещества (мг/м2);
n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;
ai – константа, позволяющая соотнести вредность i-того вещества с вредностью диоксида серы.
Таблица 2 – Класс опасности вещества
| Константа, ai | Класс опасности | ||
| 1,7 | 1,3 | 1,0 | 0,9 |
Таблица 3 – Категория опасности предприятия
| Категория опасности предприятия | Значение КОП |
КОП 
|
Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно-технических критериев с учетом класса опасности вещества.
Рассчитаем КОП по цехам и данные сведем в таблицу 4.
Параметр ПДКСС для каждого вещества выбираем из таблицы 4, из этой же таблицы определяется класс опасности вещества и, сопоставляя его с таблицей 2, выбираем константу аi. Полученный результат соотносим с данными таблицы 3 и определяем категорию опасности вещества.
Механический
1. Кругло шлифовальные станки:
КОП=(107.96 / 0.5)1= 215.04 > 1.
2. Заточные станки:
КОП=(22.522 / 0.5)1= 45.044 > 1.
3. Токарные станки:
КОП=(1641.223 / 0.5)0,9= 1461 > 1.
Сварочный
1. Сварочная аэрозоль:
КОП=(0.014 / 0.5)1= 0.028 < 1.
2. Марганец и его оксиды:
КОП=(0.00157 / 0.01)1,3= 0.09 < 1.
Гальванический
1. Бензин:
КОП=(1696.032 / 1.5)0,9= 559.769 > 1.
2. Керосин:
КОП=(584.064 / 0.12)0,9= 2082 > 1.
3. Уайт спирит:
КОП=(2171.52 / 0.1)1,3= 434300 > 1.
4. Бензол:
КОП=(1111.968 / 0.1)1,3= 181900 > 1.
5. Трихлорэтилен:
КОП=(1475.136 / 0.05)1,3= 646900 > 1.
6. Тетрахлорэтилен:
КОП=(1572.48/ 0.005)1,3= 14020000> 1.
7. Трифтортрихлорэтан:
КОП=(5582.304 / 0.005)1,3= 72810000 > 1.
8. Едкая щелочь:
КОП=(9.06 /0.05)1,3= 862.195> 1.
Гараж
КОПСО=(5.37 / 3)0,9= 1.689 > 1.
КОПСН=(1.066 / 1.5)0,9= 0.735 < 1.
КОПNОх=(0.839 / 0.04)1,3= 52.265 > 1.
Котельная
1. Твердые частицы:
КОП=(3.562 / 0.5)1= 7.124 > 1.
2. Оксиды серы:
КОП=(0.768 / 0.05)1,3= 34.858 < 1.
3. Оксид углерода:
КОП=(0.0015 / 3)0,9= 0.001< 1.
4. Оксид азота:
КОП=(0.00013 / 0.04)1,3= 0.00058 < 1.
Таблица 5 - КОП по цехам и по предприятию в целом.
| Наименование цеха | Наименование вещества | Класс опасности вещества | ПДКм.р. мг/м3 | ПДКс.с. мг/м3 | Выброс т/год | КОП цеха |
| Механический | Абразивная и металлическая пыль | 0.5 | 0.5 | 130.482 | 260.084 | |
| Аэрозольные вещества | 0.5 | 1641.223 | ||||
| Сварочный | Сварочная аэрозоль | 0.5 | 0.014 | |||
| Марганец и его оксиды | 0.01 | 0.01 | 0.00157 | |||
| Гальванический | Бензин | 1.5 | 1696.032 | 559.769 | ||
| Керосин | 1.2 | 0.12 | 584.064 | |||
| Уайт-спирт | 0.1 | 2171.52 | 4.343.105 | |||
| Бензол | 0.1 | 1111.968 | 18.19.104 | |||
| Трихлорэтилен | 0.06 | 0.005 | 1475.136 | 64.69.104 | ||
| Тетрахлорэтилен | 0.06 | 0.005 | 1572.48 | 140.2.105 | ||
| Трифтортрихлорэтан | 0.06 | 0.005 | 5582.304 | 72.81.106 | ||
| Едкая щелочь | 0.5 | 0.05 | 9.06 | 862.195 | ||
| Гараж | Оксид углерода | 5.37 | 1.689 | |||
| Углеводород | 1.5 | 1.066 | ||||
| Оксиды азота | 0.085 | 0.04 | 0.839 | 52.265 | ||
| Котельная | Твердые частицы | 0.5 | 0.5 | 3.562 | 7.124 | |
| Оксид серы | 0.5 | 0.05 | 0.768 | 34.858 | ||
| Оксид углерода | 0.0015 | |||||
| Оксид азота | 0.085 | 0.04 | 0.00013 |
Теперь рассчитаем категорию опасности предприятия:
КОП = ∑ (Мi/ПДК)ai,
КОП=215.04+45.044+1461+559.769+2082+434300+181900+646900+1.402x107 +72810000+862.195+1.689+52.265+7.124+34.858=8.81.107
Так как КОП > 106, следовательно категория опасности равна 1 (Таблица 3).
Заключение
По итоговой таблице можно сделать заключение, что наибольший вклад в суммарную категорию опасности предприятия вносит гальванический цех. Это связано с тем, что в данном цехе производится выбросы наиболее опасных веществ, с процессом обезжиривания, при котором удельное количество вредных веществ, выделяющихся с поверхности гальванических ванн достаточно велико. Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления вредных веществ в атмосферу.
Поэтому нужно искать решения проблем по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу. Они, конечно, имеются, но требуют усовершенствования и развития новых способов улавливания и подавления оксидов серы, водорода, углерода и углеводорода, а также твердых частиц.
Категория опасности по предприятий в целом равна: КОП=8.81. 107 т.к. КОП>=106 отсюда следует, что категория опасности предприятия равна 1.
В проделанной мною расчетно-графической работе, я научился определять категорию опасности производства. И я считаю, что эта работа была полезной для моего дальнейшего обучения и карьеры. Теперь, я с легкостью могу проявить себя в работах с аналогичными заданиями.
Список использованной литературы
1. Санатова Т.С. Методические указания к расчетно-графической работе. Экология – Алматы: АИЭС, 2002.