VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Защита воздушного бассейна от выбросов промышленных предприятий является одной из важнейших проблем современного производства. Воздушный бассейн в районе завода ГУП «Комбинат строительных материалов» по производству извести и силикатного кирпича загрязняется пылью выбрасываемой с отходящими газами и аспирационным воздухом от технологического оборудования, узлов перегрузки и погрузки грузов, в транс­порт готовой продукции. Кроме того, имеют место выделения окислов азота, сернистого ангидрида и окиси углерода с отходящими газами тепловых агрегатов (печи, котлы и т.д.).

Мерами борьбы по предотвращению выбросов в атмосферу являются: рационализация производственных процессов, организация общей и местной вентиляции, своевременное строительство сооружений, внедрение новых видов газоочистного и пылеулавливающего оборудования. Цель работы - разработка мероприятий по повышению очистки выбросов предприятия ГУП «Комбинат строительных материалов».

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1) рассмотреть структурные подразделения предприятия;

2) дать характеристику образования выбросов в атмосферный воздух;

3) предложить методы и способы очистки промышленных выбросов на предприятии стройиндустрии. Работа состоит из введения, 2 разделов, списка использованной литературы, заключения и приложений.

ГУП «Комбинат строительных материалов» расположен по адресу: 423822, Татарстан, Набережные Челны, а/я 49. Вид деятельности: производство строительных материалов. Количество промышленных площадок: 5. Площадь предприятия, (га): 1292232. Основные производственные показатели: добыча и производство: камень – 145830,585 т, щебень -103687,300 т, известь – 43811,370 т, песок – 84467,383 т, кирпич силикатный 100 млн. шт. Цеха предприятия: нерудных материалов, силикатного кирпича; обжига извести; глиняного кирпича, транспортный; электроцех; пороэнергоцех; ремонтно-механический; мойка а/м; столярный участок; АЗС. Удаленность предприятия от жилых массивов составляет: 1 км.

Санитарно-защитная зона предприятий: а) фактическая –750 м, б) по СНиП –750 м. Направление и расположение предприятия на северо-востоке от города. Преобладающее направление розы ветров - юго-западный, западный и северо-западный. Превалирующее направление розы ветров – юго-западное.

Таблица 1. Санитарно-защитная зона предприятия

а) фактическая	от силикатного производства 150м
б) по СНиП	от силикатного производства и известнякового производства – 750 м.

Расчетная температура +23,9 ^оС. Средняя годовая температура воздуха +3,2^оС средняя самого холодногомесяца января -14,5°С. Максимальная температура воздуха +34,2°С, минимальная -48,2°С. Наибольшее количество осадков выпадает летом и осенью, го­довое количество осадков - 494 мм. Преобладающие ветры юго-западного, западного и северо-западного направлений. Удаленность предприятия от жилых массивов: 1 км. Санитарно-защитная зона: а) фактическая – 1000 м, б) по СНиП 2.07.01-89 – 1000 м. Превалирующее направление розы ветров - юго-западный.

Таблица 2. Показатели направления ветров

Направление ветра по румбам	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	3	СЗ	штиль
Р	8	10	8	9	11	21	18	15	8

Опасные метеоусловия, способствующие максимальному загряз­нению атмосферы - штиль круглогодично, повторяемость средняя за год - 8 %, туман.

Таблица 3. Сводная таблица расчетов

Направление ветра	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Р	8	10	8	9	11	21	18	9
Р / P0	0,64	0,8	0,64	0,72	0,88	1,68	1,44	1,2

Таблица 4. Уточненные границы СЗЗ предприятия «Комбинат строительных материалов»

Направление румба	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
L, м	750	750	1000	1000	1000	1680	1440	1200

Таблица 5. Перечень источников загрязнения атмосферы от цеха силикатного кирпича

Наименова-ние цеха	Наименова-ние	Наименованиеисточника выделения ВВ	Источники выбросов	Наименование примесей
Цех сили-катного кирпича	Помольное отделение.	Приемный бункер извести. Бункер комовой и дробленной извести. Башмак элеватора и разгрузка дробилки. Мельницы.	Труба	Пыль извести
	Прессовое Отделение	Узлы перезагрузки. Помещение выгрузки из помещения силосов гашения.	Труба	Пыль извести
	Ремонтные мастерские	Вытяжная труба из помещения. Заточные станки. Кузница.	Труба	Пыль, окислы азота, окись углерода, окислы серы

Таблица 6. Характеристика очистных устройств и оборудования для очистки воздуха

№	№ АС	Наименование, тип, размер очистного устройства	Производит. м'/ч	Метод очистки	Проек.эффек. очист.устр-в, %	Период. замены фильтров	Кол-во отраб. фильтров, т/год
		Цех силикатного кирпича
1	АС-5	Фильтр рукавный СМЦ-166Б (2 шт.)	10991	Фильтрация	94.0	1 раз в 3 года	0.014
2	АС-6	Циклон ЦН-15 (800x2) Фильтр рукавный ФВК - 90 (1 шт.)	7320	Гравитац-й Фильтрация	90.0	1 раз в год	0.096
3	АС-17	Фильтр ФЦ-1 (3 шт.)	4788	Фильтрация	91.0	2 раза в год	0.130
4	АС-16	Фильтр ФЦ-1 (3 шт.)	5460	Фильтрация	93.0	2 раза в год	0.130
5	АС-7	Фильтр рукавный ФВК – 90 (1 шт.)	6532	Фильтрация	94.0	1 раз в год	0.096
6	АС-5а	Циклон ЦН-15 (500x2) Фильтр рукавный СМЦ-166Б (2 шт.)	9001	Гравитац-й Фильтрация	94.0	1 раз в год	0.043
7	АС-22	Циклон ЦН-11(600x2)	7780	Гравитац-й	91.0	-	-
8	АС-3	Циклон ЦН-15 (500x4) Фильтр рукавный СМЦ-166Б (4 шт.)	8756	Гравитац-й Фильтрация	90.0	1 раз в год	0.086
9	АС-2	Циклон ЦН-15 (500x4) Фильтр рукавный СМЦ-166Б (8 шт.)	9310	Гравитац-й Фильтрация	91.0	1 раз в 3 года	0.058
10	АС-1	Циклон ЦН-15 (500x4) Фильтр рукавный ФВК - 90 (2 шт.)	14740	Гравитац-й Фильтрация	94.0	1 раз в 3 года	0.0.64
						Итого:	0.717
		Цех обжига извести
11	AC-12	Циклон ЦН-15 (600x6)	10417	Гравитац-й	93.0	-	-
12	AC-11	Циклон ЦН-15 (500x6)	14800	Гравитац-й	90.0		-
13	AC-14	Фильтр рукавный СМЦ-166Б (3 шт.)	5230	Фильтрация	94.0	1 раз в год	0.065
14	AC-8	Циклон ЦН-15 (400x6)	5950	Гравитац-й	90.0	-	-
15	AC-10	Циклон ЦН-15 (500x4) Фильтр рукавный ФВК - 60 (2 шт.)	4240	Гравитац-й Фильтрация	95.0	1 раз в год	0086
16	AC-10	Циклон ЦН-15 (500x4) Фильтр рукавныйФВК - 90 (1 шт.)	8590	Гравитац-й Фильтрация	94.0	! раз в год	0.096
						Итого:	0.247
		Горнонерудное производство
17	AC-52	Циклон ЦН-15 (600x2) Фильтр рукавный СМЦ-166Б (8 шт.)	7122	Гравитац-й Фильтрация	92.0	1 раз в 2 года	0.086
18	AC-54	Циклон ЦН-15 (600x4)	10700	Гравитац-й	90.0	-	-
19	AC-53	Циклон ЦН-15 (600x4) Фильтр рукавный СМЦ-166Б (4 шт.)	10682	Гравитац-й Фильтрация	93.0	1 раз в 2 года	0.043
20	AC-55	Циклон ЦН-15 (800x4) Фильтр рукавный СМЦ-101 А (2 шт.)	8750	Гравитац-й Фильтрация	90.0	1 раз в 2 года	0.022
21	AC-56	Циклон ЦН-15 (700x4) Фильтр рукавный СМЦ-101 А (2 шт.)	8648	Гравитац-й Фильтрация	90.0	1 раз в 2 года	0.022
22	AC-57	Циклон ЦН-15 (800x4)	8467	Гравитац-й	92.0	-	-
23	AC-58	Циклон ЦН-15 (800x4) Фильтр рукавный СМЦ-101 А (2 шт.)	6025	Гравитац-й Фильтрация	91.0	1 раз в год	0.043
						Итого:	0.216

Расчеты рассеивания вредных веществ в атмосфере проводились по программе УПРЗА «Эколог». Заданы 10 точек на границе нормативной СЗЗ и 2 точки на границе жилой зоны пос. Орловка. Расчеты проводились с учетом фоновых концентраций, которые приняты в соответствии с климатической справкой УГМС РТ. Уровни загрязнения атмосферы и результаты расчетов приведены в виде карт-схем рассеивания вредных веществ в приземном слое атмосферы расчетного прямоугольника. Для проведения расчетов использована карта-схема г. Набережные Челны, и карты-схемы объектов предприятия.

На картах-схемах принималась локальная система координат, ось У имеет направление на север, ось X - на восток. Район размещения объектов предприятия выделялся в прямоугольник размером 1000х1000 метров. Шаг перебора направления ветра - 1°. Шаг сетки для расчетной площадки - 100 м. Расчеты рассеивания вредных веществ в атмосфере проводились для лета по одной расчетной площадке. Параметры расчетной площадки: Х1=10250 м, У1-7400 м, Х2=11250 м, У2=7400м, ширина площадки 1000 метров; шаг Х=100 м, шаг У=100м. Перебор метеопараметров: скорости ветра - автоматически; направление ветра - полный круг с шагом 1°.

Согласно критерия целесообразности расчета ЕЗ=0,01, вещества, для которых расчет не целесообразен: алюминий оксид, вольфрама оксид, магния оксид, азотная кислота, азота оксид, озон, сажа, серы диоксид, бензин нефтяной, керосин, углеводороды предельные С12-С19, пыль неорганическая (70-20%SiO₂), групп суммарного действия 6022 (113, 330) и 6046 (337, 2908). Концентрации железа оксида, марганца и его соединений, натрия едкого, натрия карбоната, диоксида азота, оксида углерода, ксилола, толула, спирта н-бутилового, спирта этилового, уайт-спирита, взвешенных веществ, пыли неорганической SiO₂>70%, пыли абразивной (корунд белый), пыли древесной, группам суммаций 6009 (301, 330), 6039 (330, 342) составляют 0,00-0,55 ПДК. Расчеты рассеивания вредных веществ в атмосфере проводились для лета по одной расчетной площадке. Параметры расчетной площадки: Х1=10250 м, У1-7400 м, Х2=11250 м, У2=7400м, ширина площадки 1000 метров; шаг Х=100 м, шаг У=100м. Перебор метеопараметров: скорости ветра - автоматически; направление ветра - полный круг с шагом 1°.

Согласно критерия целесообразности расчета ЕЗ=0,01, вещества для которых расчет не целесообразен: вольфрама оксид, магния оксид, азотная кислота, азота оксид, озон, сажа, бензин нефтяной, керосин, углеводороды предельные С12-С19, пыль неорганическая (70-20% SiO₂). Концентрации железа оксида, марганца и его соединений, натрия карбоната, диоксида азота, серы диоксида, оксида углерода, ксилола, толула, спирта н-бутилового, спирта этилового, уайт-спирита, взвешенных веществ, пыли неорганической SiO₂>70%, пыли абразивной (корунд белый), пыли древесной, а также группам суммаций 6009 (301, 330), 6022 (113, 330), 6039 (330, 342), 6046 (337, 2908) в точках на границе санитарно-защитной и жилой зон не превышают санитарных норм и составляют 0,00-0,57 ПДК.

Расчеты концентраций и рассеивания выбросов вредных веществ в атмосфере от источников ГУП «КСМ» показали, что при самых неблагоприятных условиях максимальные приземные концентрации загрязняющих веществ на границе нормативной санитарно-защитной зоны и на границе жилой зоны составляют величины менее 1 ПДК для всех веществ и групп суммаций при расчете с учетом фона. Предприятие не оказывает отрицательного влияния на состояние воздушного бассейна в жилых районах города Набережные Челны.

В связи с тем, что выбросы вредных веществ в атмосферу от источников при самых неблагоприятных условиях на границе нормативной санитарно-защитной зоны и на границе жилой зоны составляют величины менее 1 ПДК для всех веществ и групп суммаций, предприятию не требуется разработка специальных мероприятий по снижению их негативного воздействия. Расчеты концентраций выбросов вредных веществ в атмосфере от источников предприятия с учетом фона, показали, что при самых неблагоприятных метеорологических условиях максимальные приземны, как на существующее положение, так и с учетом перспективы развития предприятия. В соответствии с требованиями нормативных документов, предлагается установить нормативы предельно-допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для всех веществ в целом и для всех источников ГУП «КСМ» на существующем уровне для предприятия в целом и в отдельности по каждому источнику. Контроль за соблюдением нормативов предельно-допустимых выбросов.

При контроле за соблюдением ПДВ (ВСВ) основными являются прямые методы, использующие измерения концентраций вредных веществ и объемов газовоздушной смеси в местах непосредственного выделения веществ в атмосферу. В основу системы контроля положено определение величин выбросов вредных веществ в атмосферу из источников и сопоставление их с принятыми ПДВ. Особое внимание должно уделяться определению величин выбросов из основных источников загрязнения воздушного бассейна. По веществам, для которых расчетная максимальная концентрация в жилой зоне и на границе СЗЗ намного ниже ПДК и нет перспективы и технической возможности существенного увеличения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, предлагается контроль не осуществлять.

При наступлении НМУ по первому режиму на предприятии необходимо усилить контроль за технологическим режимом; прекратить продувку и чистку оборудования, ремонтные работы, связанные с повышенным выделением вредных веществ в атмосферу; усилить контроль за герметичностью газоходных систем и агрегатов, мест пересыпки пылящих материалов и других источников пыле-газовыделения; ограничить погрузочно-разгрузочные работы, связанные со значительными выделениями в атмосферу загрязняющих веществ; запретить работу автотранспорта на форсированных режимах, ограничить во времени одновременный запуск, прогрев и выезд автотранспорта; усилить контроль за техническим состоянием автомобилей, выходящих на линию. Второй режим включает мероприятия:снизить производительность отдельных аппаратов и технологических линий, работа которых связана со значительным выделением в атмосферу вредных веществ; частично разгрузить технологические процессы, которые компенсируются за счет использования резервов производства и более интенсивной работы при благоприятных метеоусловиях; уменьшить движение транспорта на территории предприятия и города.

Третий режим включает мероприятия, позволяющие снизить выбросы загрязняющих веществ за счет временного снижения объемов производства со значительным выделением в атмосферу вредных веществ; частично разгрузить технологические процессы, сопровождающиеся некоторым снижением производства, которые компенсируются за счет использования резервов производства и более интенсивной работы при благоприятных метеоусловиях;уменьшить движение транспорта на территории предприятия и города.

Основной производственной деятельностью предприятия является производство из­вести и силикатного кирпича. Предприятие имеет 5 промышленных площадок. При производстве силикатного кирпича в помольном отделении и отделении приёма сырья недостаточно эффективно очищаются выбросы в атмосферу. В отделении приёма сырья циклоны и фильтры по производительности не соответствуют объему очищаемого воздуха: скорость в циклонах составляет 4,95 м/с, удельная воздушная нагрузка на ткань фильтра превышает нормативную в два раза. Рукавной фильтр морально и физически устарел, удельная воздушная нагрузка на ткань – 1,67 м³/м², мин. превышает допустимую величину. Уловленная пыль возвращается в производство. В помольном отделении пылевыделение в воздух рабочей зоны помещения наблюдается вследствие того, что мельницы не оснащены аспирационными шахтами, фильтры типа ФВК морально и физически устарели. Трубопроводы выше кровли на превышающую норму высоты. Система вентиляции морально и физически устарела и не обеспечивает на выбросе нормативного количества воздуха. Для повышения эффективности очистки выбросов рекомендуется произвести замену рукавного фильтра в отделении приёма на фильтр ФВК

Список использованной литературы

1. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ различными производствами. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 46с.

2. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов. М.: Интеграл, 1997. – 35с.

Код для цитирования: Скопировать