Источники образования и выбросов в атмосферу загрязняющих веществ по отраслям промышленности

Тепловые электростанции. Ожидаемое в ближайшие десятилетия истоще­ние запасов нефти и газа ставит перед энергетиками задачу расширения доли использования твердого топлива, в особенности углей и сланцев низкого ка­чества, запасов которых хватит на длительное время.

Эти виды топлива имеют пониженную теплотворную способность, повы­шенные зольность и содержание серы.

Отсюда следует, что в энергетике намечается тенденция увеличения удель­ных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (см. разд. 7).

При сжигании углей средняя запыленность дымовых газов составляет 10-50 г/м³.

Химический состав пыли (золы) зависит от месторождения угля, толщи­ны пласта, содержания в угле пустой породы. Пыль состоит, как правило, из SiO₂, A1₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, K^O, Na₂O и содержит микропримеси соедине­ний ванадия, ртути, свинца, мышьяка, радиоактивные и канцерогенные ве-

168 Экология города

щества. Дисперсный состав пыли зависит от способа помола и марки угля. Размер частиц колеблется от 5 до 60 мкм.

В состав дымовых газов входит SO₂, образующийся в результате окисле­ния серы, которая содержится в угле в пределах от 0,3 до 8%. Концентрация SO₂ в дымовых газах зависит от содержания серы в угле, коэффициента из­бытка воздуха в топке котла, технологии сжигания и определяется по матери­альному балансу.

Оксиды азота NO_X образуются при высоких температурах в топке кот­ла в результате взаимодействия азота и кислорода, содержащихся в возду­хе. Концентрация NO_X в дымовых газах зависит от максимальной темпе­ратуры в топке.

Дымовые газы содержат СО, который образуется в результате неполного сгорания топлива.

При сжигании мазута запыленность дымовых газов составляет 20—50 мг/м³.

Дымовые газы содержат SO₂, концентрация которого зависит от содержа­ния серы в мазуте, которое колеблется в пределах от 0,3 до 2,8%. Так же, как и при сжигании угля, происходит образование и выброс NO_X и СО.

При сжигании природного газа выбросов золы не происходит, выбросы со­единений серы незначительны. Имеют место образование и выбросы СО и NO_X.

Вредные примеси продуктов сгорания по происхождению классифици­руют на 3 группы:

• примеси, образование которых зависит от состава топлива: SO₂, зола, V₂O₅;

• примеси, образование которых зависит от технологии сжигания: NO_X,
СО, бенз(а)пирен;

• другие источники, не связанные с сжиганием: пыление золоотвалов,
испарение углеводородов при хранении и перевозке жидкого топлива.

Расчет выбросов загрязняющих веществ от котлов тепловых электростан­ций производится следующим образом.

Количество летучей золы: М_тв = Ъ$\В{а_унА^р + <?^>HG//32680)-(1—77₃), т/год,

где В — расход топлива, т/год; а _н — доля золы в уносе; А^р — зольность топлива, %; q^y" — потери теплоты с уносом от механической неполноты сго­рания, %; Qf — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; г\_г — степень очистки газов в золоуловителе, в долях единицы.

Количество выбросов оксидов серы: M_so = 0,02BS^p(l-ri_so ')-(1-т]₅₀), т/год,

где S^p — содержание серы в топливе, %; t]_so — доля оксидов серы, связан­ных в котле; T]_so " — доля оксидов серы, уловленных в золоуловителе попутно с твердыми частицами.

Количество оксида углерода: М_со = 0,001 С_С0В{1 - q_yH/l00), т/год, где С_со — удельный выход СО при сжигании топлива, кг/т. С_со — gjRQf/1013; <7₃ — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;

Раздел 4. Воздушная среда города 169

R — учитывает долю потери теплоты вследствие химической неполноты сго­рания, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания окиси углерода;

q_yH — потери теплоты от механической неполноты сгорания.

Количество оксидов азота: М_т = 0,34-l0-⁷kBQf(l - 47100) Д (1 -£,г)/3₂Д₃£_„

где к — коэффициент, характеризующий выход NO₂, кг/тут.

Для котлов:

паропроизводительностью > 70 т/час к = \2Д. /(200 + Д);

паропроизводительностью от 30 до 70 т/час к = 0,05Д^;

паропроизводительностью <30 т/час к = К_б-29,309(Д_ф/Д)^0Л5, где Дм Д_ф — номинальная и фактическая паропроизводительность; К_б — базовый коэффициент выхода NO_X, зависит от типа котла; В, — коэффициент, учитывающий качество топлива.

Для твердого топлива /3, = 0,178 + 0,47 N^r, где N^r — содержание азота в топливе.

Для газа и мазута /?, зависит от а — коэффициента избытка воздуха в топке котла:

а >1,05 1,03+1,05 < 1,03,

р'Г^3> °'⁹ °'⁸ °'⁷'

С³""" 1 0,9 0,75,

Р₂ — коэффициент, учитывающий конструкцию горелок;

Д, — коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления;

£₂ — коэффициент, учитывающий условия подачи газов в топку.

£, = £,'•/, где/— безразмерный коэффициент, зависящий от паропроизводительности котла;

£, — коэффициент, зависящий от вида топлива и способа ввода газа рецир­куляции; величина £,' колеблется в пределах 0,002—0,025 и выбирается по справочной литературе;

£₂ — коэффициент, учитывающий подачу воздуха помимо основных горелок (двухступенчатость сжижения); г— степень рециркуляции дымовых газов, %.

Выброс оксидов ванадия (определяется только для котлов, сжигающих жидкое топливо с содержанием серы не менее 0,4%):

M_Yfis = (95,4 -S" - 31,6; В (1-п_ос) ■ (l-rj_z) • Ю-², т/год, где л — коэффициент оседания оксидов ванадия на поверхностях нагрева

170 Экология города

котлов в долях единицы; г\_г — степень очистки дымовых газов от твердых частиц, в долях единицы.

Все необходимые для расчета коэффициенты содержатся в справочной литературе.

Добыча минерального сырья осуществляется в шахтах или открытых разра­ботках. Источниками загрязнения атмосферы являются терриконы, отвалы, открытые разрезы, участки погрузки, разгрузки и транспортировки сыпучих материалов. Выбросы в атмосферу происходят в результате поверхностного пыления. Тлеющие угольные отвалы и терриконы выделяют в атмосферу газы, содержащие СО, СО₂, SO₂, H₂S, NO_r При проведении взрывных работ обра­зуется пылегазовое облако, содержащее пыль измельченной породы, СО, NO_r

Расчет выбросов загрязняющих веществ предприятиями угольной промыш­ленности осуществляется следующим образом.

Количество газов, выделяющихся из действующих тлеющих терриконов и отвалов: 77 = 0,001 тНД, т/сут., где т — коэффициент, зависящий от качества угля; Н — высота отвала, м; Д— количество породы, подаваемой в отвал, т/сут.

Количество пыли из действующих терриконов и отвалов, т/сут:

77, = 0,001 кНД, где к — коэффициент, зависящий от высоты отсыпки и количества породы; к ~ 0,01.

Пыль с ленточного конвейера (кг/с с 1 пог. м): П₂ = O)_cLy, где О)_с — удель­ная сдуваемость пыли, со_с~ 3-Ю⁵ кг/м²с; L — ширина конвейерной ленты, м; у — коэффициент измельчения горной массы.

Над местом взрыва образуется пылегазовое облако, характеризуемое объе­мом, высотой подъема, температурой, концентрацией загрязняющего вещества.

Объем пылегазового облака, м³: V_o = 44 000/4 ^;08, где А — количество взорванного взрывчатого вещества, т.

Высота подъема пылегазового облака, м: #₀ = в (164 + 0,258/1), где в — безразмерный коэффициент, зависящий от глубины скважины.

Черная металлургия. Предприятия черной металлургии оказывают край­не негативное воздействие на состояние атмосферного воздуха таких круп­ных городов и промышленных центров Украины, как Алчевск, Днепропет­ровск, Донецк, Запорожье, Кривой Рог, Мариуполь и другие.

Основными источниками образования и выбросов в атмосферу загрязня­ющих веществ являются следующие технологические процессы: подготовка сырья (обогащение, агломерация), производство кокса, доменное производ­ство, производство стали, производство проката.

Доля неорганизованных выбросов в общем объеме выбросов предприя­тия достигает 10—26%.

Для аглофабрики производительностью (10—11)10³ т/сут количество агломе­рационных газов, выбрасываемых в атмосферу, составляет - 1,83-10⁶ м³/ч, их за­пыленность 8-Ю г/м\ содержание СО₂ - 4,2%, СО - 0,6 - 0,9%, SO₂ - 0,05%.

Раздел 4. Воздушная среда города 171

В процессе производства кокса имеют место выбросы в атмосферу коксового газа. Примерный состав коксового газа: СО₂ — 1,6—3%; О₂ — 0,4—0,8%; С Н — 2-2,5%; СО - 5-6,5%; СН₄ - 24,5-26,5%; Н₂ - 58-62%; N₂- 2-3,5%.

В доменном производстве имеют место выбросы в атмосферу продуктов сгорания из доменной печи (колошниковых газов) в процессах загрузки ших­ты, выпуска чугуна, охлаждения шлака.

Колошниковый газ содержит: пыль — до 30 г/м³; СО — 23—40%; СО₂ — 15-22%; Н₂ - 1,5-6%; следы SO₂, H₂S.

В общем балансе пылегазовых выбросов сталеплавильных агрегатов на долю мартеновского производства стали приходится 75% пыли, 85% оксидов азота, 90% диоксида серы. Запыленность дымовых газов составляет 0,5—2 г/м³.

Применение кислорода для интенсификации процесса в печи повышает запыленность отходящих газов до 10—15 г/м³. Пыль на 85—88% состоит из оксидов железа, являющихся частично продуктами возгонки металла в реак­ционной зоне ванны, а частично — продуктами механического уноса дымо­выми газами капель расплава.

Количество частиц < 1 мкм достигает 70—85%. Из вредных примесей газы содержат: СО — до 1%, образующегося в результате неполного окисления уг­лерода, содержащегося в чугуне; SO₂ — окисление серы, содержащейся в чугу­не; NO_X — окисление при высоких температурах N₂, содержащегося в воздухе.

В прокатном производстве выделение загрязняющих веществ в атмосфе­ру, по сравнению с другими цехами заводов черной металлургии, значитель­но меньше. Основными источниками образования выбросов являются про­катные станы, машины огневой зачистки, травильные отделения.

Цветная металлургия. Существенный вклад в загрязнение воздушного бас­сейна предприятиями цветной металлургии вносят заводы по производству алюминия. Алюминий производят в 2 стадии: рафинирование бокситов (гор­ная порода, состоящая в основном из гидратов глинозема) до оксида алюми­ния А1₂О₃ (глинозема); восстановление оксида алюминия в электролизерах.

Производство глинозема сопровождается выделением большого количе­ства запыленных газов. Содержание пыли в газах может достигать: в дробил­ках, мельницах — 5—20 г/м³; в сушилках — до 80 г/м³; в обжиговых печах — 20—30 г/м³. Кроме пыли, отходящие газы содержат: НС1, HF, CO, SO₂.

Электролиз осуществляется в расплаве оксида алюминия (при температу­ре > 658° С) и криолита. Требуемый состав электролита поддерживается за счет добавок солей фтора. В ходе электролиза имеются потери из-за термо­диссоциации криолита на его составляющие: фториды Na и А1, которые час­тично испаряются.

Удельный объем отходящих газов из электролизера может достигать (4—6)-10⁵ м³/т алюминия.

Удельный выброс загрязняющих атмосферу веществ: соединения фтора — до 20 кг/т; сернистые соединения — до 10—12 кг/т; смолистые вещества — до 11 кг/т; пыль — 30—85 кг/т.

Примерная концентрация вредных веществ в газах: HF — 65 мг/м³; со­единения серы — 40 мг/м³; смола — 55 мг/м³; пыль — 100 мг/м³.

172 Экология города

Машиностроение. На машиностроительных предприятиях основными ис­точниками загрязнения атмосферы являются следующие виды производства: сварка и тепловая резка металла; литейное производство; механическая обра­ботка металлов; нанесение лакокрасочных покрытий.

При выполнении сварочных работ и тепловой резке металла в воздух вы­деляется сварочный аэрозоль, в составе которого в зависимости от вида свар­ки, марок электродов и флюса содержатся оксиды металлов (железа, марган­ца, хрома, ванадия, алюминия, цинка, меди и др.) в виде твердых частиц и газообразные соединения (фтористый водород, оксид углерода, оксиды азо­та, озон). Образующийся аэрозоль характеризуется мелкой дисперсностью — скорость витания частиц не превышает 0,1 м/с.

Количество образующихся при сварке пыли и газов характеризуется ва­ловыми выделениями в воздух веществ, отнесенными к 1 кг расходуемых электродов, а при резке — кім длины разреза в соответствии с толщиной материала. Удельное выделение в воздух загрязняющих веществ при:

ручной дуговой сварке электродами с покрытием газозащищенного типа (ОМА-2 или ВСЦ-4а): пыли — 9,2—24 г/кг;

полуавтоматической сварке стали: пыли — 7—15 г/кг; HF — 0,53 г/кг;

газовой резке листа стали толщиной 10 мм: пыли — 4,5 г/кг; СО ~ 2,2 г/кг; NO_X ~ 2,2 г/кг;

плазменной резке листа стали толщиной 10 мм: пыли — 4,1 г/кг; СО ~ 1,4 г/кг; NO_X ~ 6,8 г/кг.

Основными источниками загрязнения атмосферы в литейном производ­стве являются плавильные агрегаты, шихтовый двор, участки подготовки формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки литья. Рас­чет выбросов плавильного агрегата производится по формуле:

1)

где q — удельное выделение вещества на единицу продукции, кг/т; Д— рас­четная производительность агрегата, т/ч; Р — поправочный коэффициент для учета условий плавки; ц — эффективность средств по снижению выбросов (в долях единицы).

Закрытые чугунолитейные вагранки производительностью 5—10 т/ч при плавке чугуна выделяют в среднем на тонну выплавляемого металла: пыли — 11,5 кг/т; СО - 193 кг/т; SO₂ - 0,4 кг/т; C_mH_n - 0,7 кг/т.

Открытые чугунолитейные вагранки производительностью 2—25 т/ч в сред­нем выделяют на тонну выплавляемого металла: пыли — 17—20 кг/т; СО - 185-200 кг/т; SO₂ - 1,3-1,5 кг/т; C_mH_n - 2,1-2,6 кг/т, NO_X - 0,012-0,014 кг/т. Химический состав пыли вагранки: SiO₂ — 20—50%; СаО — 2— 12%; А1₂О₃ - 0,5-6%; MgO - 0,5-4%; Fe₂O₃+FeO - 10-36%; С - 30-45%. Размер частиц пыли находится в пределах 5—150 мкм.

При разливе из вагранок в ковши 1 т чугуна в атмосферу выделяется около 125—130 г СО и 18—22 г графитовой пыли.

Раздел 4. Воздушная среда города 173

При разливе чугуна в формы в атмосферу выделяется в среднем 0,7—1,2 кг СО на 1 т отливки.

Удельные выделения на 1 т готовой продукции загрязняющих веществ в электродуговых печах при выплавке стали или чугуна составляют: пыль ~ 7,6— 9,9 кг/т; СО ~ 1,2-1,5 кг/т; NO_X ~ 0,26-0,29 кг/т; диоксид 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 следует увеличить в 1,4—1,5 раза.

При продувке кислородом выделение пыли принимается 0,5 кг на 1м³ кис­лорода.

В процессе приготовления формовочных смесей в процессах сушки, дроб­ления, помола и смешения их компонентов выделяется пыль до 0,15 кг/т. Дополнительное выделение загрязняющих веществ имеет место в случае при­менения для сушки стержней и форм жидкого или твердого топлива. При использовании формовочных смесей холодного твердения, содержащих фе-нолформальдегидную смолу, выделяются: СО, бензол, фенол, формальдегид, метанол. Из карбамидной смолы выделяются: СО, формальдегид, метан, ци­аниды, аммиак. Извлечение отливок из песчано-глинистых форм и освобож­дение их от отработанных формовочных смесей производится с помощью специального оборудования и сопровождается выделением пыли, горелой земли и окалины в количестве до 30 кг/т отлитого металла.

Механическая обработка металлов (резание и абразивная обработка) со­провождается выделением в атмосферу пыли, стружки, туманов масел и эмуль­сий. Объем выбросов определяется исходя из нормо-часов работы станочно­го парка. Интенсивность пылеобразования при резании зависит от вида и мощности установленного оборудования, скорости резания, величины пода­чи режущего инструмента, геометрических параметров режущего инструмен­та, состава материалов обрабатываемого изделия. Интенсивность пылеобра­зования при абразивной обработке зависит от мощности станка, глубины резания, диаметра шлифовального круга. Размер частиц пыли — 15—60 мкм.

В качестве исходных данных для расчета выделения загрязняющих ве­ществ при различных способах нанесения лакокрасочного покрытия прини­маются: фактический или плановый расход окрасочного материала; доля со­держания в нем растворителя; доля компонентов лакокрасочного материала, выделяющихся из него в процессе окраски и сушки.

Масса аэрозоля краски, выделившаяся при нанесении лакокрасочного покрытия на поверхность материала: П_ок" = т_к8_а-\0~², кг, где т_к — масса крас­ки, используемой для покрытия, кг, 8_а — доля краски, потерянной в виде аэрозоля, %.

Масса паров растворителя, выделившаяся при нанесении лакокрасочно­го покрытия на поверхность материала: П_ок^пар = m_Kf_p8 -10'⁴, кг, где/ — доля летучей части (растворителя) в лакокрасочном материале, %; 8_р' — доля ра­створителя, выделившегося при нанесении покрытия, %.

174 Экология города

Масса паров растворителя, выделившегося в процессе сушки окрашен­ного изделия: П_с^пар - m_Kf_p8_p"-l0-⁴, кг, где 8_р"— доля растворителя, выделивше­гося при сушке покрытия, %.

Считается, что в процессе формирования лакокрасочного покрытия про­исходит практически полный переход легколетучей части растворителя в па­рообразное состояние.

Строительная промышленность. Производство кирпича включает: добычу, дробление, просеивание сырьевых компонентов и составление шихты, фор­мование кирпича, резку, сушку и обжиг.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составляют:

частицы мелкодисперсной сухой глины и ее примесей при погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке, дозировке, хранении;

выбросы из печей от сгорания топлива, озоления и испарения примесей, находящихся в глине, зависящие от вида топлива, примесей, рабочих тем­ператур в печи.

Они содержат аэрозоли, SO₂, NO_X, CO, фториды. Средний удельный объем выбросов — 30—40 кг/т кирпича.

Процесс производства цемента включает добычу, дробление и смешение исходных материалов, обжиг и дробление клинкера, охлаждение и фасовку готовой продукции. Сырьем для производства цемента является смесь извес­тняка, глины или глинистых сланцев с добавками доменных или котельных шлаков. Смесь сырьевых компонентов (клинкер) обжигается во вращающих­ся печах, представляющих собой наклонный стальной цилиндр диаметром до 2 м. Топливо (уголь, нефть или газ) сжигают в нижнем торце печи. Сырье подается в верхний торец и, вращаясь, движется вниз. В процессе обжига клинкера осуществляется его извлечение. После охлаждения готовая продук­ция фасуется в бумажные мешки, отгружается в автоцементовозы или вагоны для перевозки цемента. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу проис­ходят в процессе добычи, хранения, дробления, дозировки и транспортиров­ки исходного сырья, при обжиге клинкера и его измельчении, при фасовке и погрузке цемента.

В атмосферу выбрасываются пыль и продукты сгорания, содержащие NO_X и SO₂ в количествах, зависящих от вида используемого топлива и особенно­стей процесса обжига.

Удельный выброс пыли при производстве извести на 1 т продукции со­ставляет 190,9 кг.

Производство стекла включает подготовку сырьевых компонентов, по­лучение шихты, ее варку в печи и формование. Распространение получили стекловаренные печи с прямым сжиганием газа или угля. В атмосферу выбрасываются:

аэрозоли, возникающие при подготовке исходного сырья в количестве 0,018-0,027 кг/т;

Раздел 4. Воздушная среда города 175

аэрозоли из стекловаренных печей — 0,45—1,3 кг/т со средним размером частиц — 0,1—0,13 мкм, объем выбросов которых зависит от содержания летучих компонентов в исходном сырье;

SO₂ — образуется при сгорании серы, содержащейся в топливе, и при разложении сульфатов в стекольной шихте, в основном сульфата натрия;

NO₂ — образуется путем термического связывания атмосферного азота в печи;

фтористые соединения и мышьяк — из минеральных примесей в исход­ном сырье.

Исходной горной массой при производстве нерудных строительных ма­териалов являются граниты, известняки, доломиты, песчаники, мраморы, а также гравий и песок гравийно-песчаных и песчаных месторождений. Наи­более интенсивным пылеобразованием сопровождаются процессы дробления, сортировки (грохочения), перегрузки и транспортировки.

В процессе тепловой обработки керамических изделий загрязняющие ат­мосферу вещества выделяются в результате реакций, происходящих между основными компонентами сырья и при сжигании топлива в тепловых агрега­тах. Из компонентов сырья выделяются соединения серы, хлора и фтора, водорастворимые соли соляной и серной кислот, оксид углерода, сернистый и серный ангидрид, фтористый водород.

Основными источниками загрязнения атмосферы в минераловатном про­изводстве являются вагранки и камеры волокноосаждения.

Ваграночные газы содержат пыль, оксид углерода, сернистый газ, окси­ды азота. Одна вагранка диаметром 1250 мм выбрасывает 3—12 тыс. м³/ч газов, которые содержат: 100 г/м³ СО; 0,2 г/м³ SO₂; 0,05 г/м³ NO_X; 0,2 г/м³ пыли. В качестве связующих веществ при производстве минераловатных изделий применяют фенолы, спирты и битумы. При этом из камеры волок­ноосаждения выбрасывается в атмосферу от 0,6 до 14,1 кг/ч фенола и от 0,2 до 24 кг/ч формальдегида, из камеры теплообработки — 0,3—11,6 кг/ч фе­нола и 0,5—14,8 кг/ч формальдегида.

Бетон производят путем смешивания отмеренных доз песка, цемента, заполнителя и воды.

В атмосферу выбрасывается пыль, образующаяся при погрузке, разгруз­ке, транспортировке материалов, особенно цемента, так как цемент на 10— 20% состоит из частиц размером менее 5 мкм.

Основными источниками загрязнения атмосферы при производстве же­лезобетонных изделий являются места разгрузки железнодорожных вагонов с цементом, песком и щебнем, места загрузки цемента в емкости пневмотран­спортером, расходные бункера, бетоносмесители, емкости для приготовле­ния и хранения смазочных материалов, посты ручной и полуавтоматической сварки арматуры.

Количество пыли, выделяющейся при складировании инертных мате­риалов, г/с:

176 Экология города

щебня - Я = 0,018(3,26 + /); песка - Я = 0,015G,

где G — производительность узла пересыпки, т/ч; F — площадь складирова­ния материала, м².

Переработка нефти и хранение нефтепродуктов. Основные процессы, яв­ляющиеся источниками загрязнения атмосферы:

каталитический крекинг, при котором из регенератора и дожигателя СО выделяются SO₂, NO_X, аэрозоли, углеводороды, аммиак;

каталитический гидрокрекинг — при регенерации катализатора в корот­кие промежутки времени могут выделяться СО, NH₃, H₂S;

обогрев аппаратов — аэрозоли, SO₂, CO, углеводороды, альдегиды, NO_X; сжигание в факеле — СО, SO₂, NO_X;

складирование и хранение — все резервуары, в которых находятся жид­кости, содержащие легкие углеводороды, включая сырую нефть, являют­ся потенциальными источниками утечки углеводородов в атмосферу. При изменении атмосферного давления резервуар "дышит". Выбросы углево­дородов происходят при наполнении и опорожнении резервуаров, через уплотнение крышки.

Склады нефтепродуктов являются одним из наиболее распространенных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие склады име­ются во всех населенных пунктах. Они сосредоточены на автозаправочных станциях, в автотранспортных предприятиях, гаражах, постах технического обслуживания автомобилей.

Количество выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (кг/ч) из ре­зервуаров с однокомпонентными жидкостями за счет испарения рассчитыва­ется по формуле:

Я = 2,52Г P_smM_n{K_5X + К_5Т)К₆К₇{\ - Г7)ЮЛ

где V£ — объем жидкости, заливаемой в резервуар в течение года, м³/год; М_п — молекулярная масса паров жидкости; г\ — степень очистки газоулавливаю­щего устройства в резервуарах (в долях единицы); />_д38) — давление насыщен­ных паров жидкости при температуре 38° С, гПа; К_5Х, К_5Т — поправочные коэффициенты, зависящие от давления насыщенных паров Р_5(г%) и температу­ры в холодное и теплое время года; К₆ — коэффициент, зависящий от давления насыщенных паров и годовой оборачиваемости резервуаров; К₇ —коэффици­ент, зависящий от технической оснащенности и режима эксплуатации.

Значения коэффициентов находят по таблицам, приведенным в реко­мендуемой литературе.

Химическая промышленность, производство минеральных удобрений. На

химических предприятиях производится более 70 000 видов готовой продук­ции. Вместе с побочными продуктами в производстве используется 500—600 тыс. химических соединений. "Часто в качестве сырья для получения хими-

Раздел 4. Воздушная среда города \11

ческих продуктов используются отходы других производств. Основные вы­бросы химических предприятий: аэрозоли, оксиды серы, оксиды азота, угле­водороды, оксид углерода.

Большинство выбросов аэрозолей в химической промышленности обра­зуются в процессах дробления, размола, синтеза (разложения), погрузки, упа­ковки и транспортировки готовой продукции.

Производство серной кислоты — основной источник выбросов оксидов серы; производство аммиака — оксидов азота; пластмасс — углеводородов; газовой сажи — оксида углерода.

Главным загрязняющим атмосферу веществом при производстве удобре­ний являются аэрозоли, содержащие соединения азота, фосфора и фтора.

Выбросы при производстве мочевины содержат твердые частицы — до 150 кг/т, аммиак — до 14 кг/т, формальдегид — до 10 г/т.

Суперфосфат получают путем обработки фосфоритовой руды кислотой. Главное загрязняющее атмосферу вещество — фтористые соединения в газо­образном состоянии и в виде аэрозолей. Газообразные фториды могут выде­ляться и из готовой продукции в течение 3—5 дней после изготовления. Со­ответственно, здание склада является источником выбросов фторидов. Вы­бросы фторидов составляют в процессе производства до 100 г/т Р₂О₅, при хранении — до 0,25 г/ч на 1 т Р₂О₅.

Деревообработка. При деревообработке в воздух выделяются: при меха­нической обработке древесины — опилки, стружка, шлифовальная пыль; при горячем прессовании, склеивании и сушке шпона — пары формальдегида, фенола, аммиака; при отделке изделий — пары ароматических углеводоро­дов. Количество опилок, стружек и пыли при механической обработке древе­сины зависит от вида деревообрабатывающего станка и коэффициента ис­пользования машинного времени. Количество пыли (d < 200 мкм) определя­ется по формуле: G = G_o К_п, где G_o — среднечасовое количество отходов, получаемое от рассматриваемого оборудования; К_п — коэффициент содержа­ния пылевидных отходов.

Складирование и сжигание бытовых отходов. Источниками загрязнения воздушного бассейна служат: мусорные свалки и мусоросжигательные заво­ды, где мусор сжигается в специальных котельных установках с утилизацией тепла. С продуктами сгорания в атмосферу попадают пыль в количестве 150— 250 мг/м³, SO₂ - 50-200 мг/м³, НС1 - 200-1000 мг/м³, СО - до 0,3%, аль­дегиды и органические кислоты — 0,3—1,5%, канцерогенные вещества — 6,5—7 мг/т мусора, присутствуют следы HF и диоксинов.

Пищевая промышленность. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях пищевой промышленности существенно меньше, чем в дру­гих видах производств. Выбросы обусловлены обработкой сухих сыпучих про­дуктов (зерно, соль, сахар, крупа, крахмал) и термической обработкой про­дуктов (копчение, варка).

Выделение аэрозолей при переработке сыпучих материалов происходит при производстве крахмала около 3,65 кг/т готовой продукции; на мельницах

178 Экология города

при помоле пшеницы и ржи — до 3,2 кг/т; при помоле соевых бобов — до 2,2 кг/т; при переработке зерна на пиво и водку — 1,4 кг/т. Поскольку пылевые частицы образуются в основном за счет дробления, они имеют относительно крупные размеры в пределах от 2 до 500 мкм.

Дымы и выбросы жидких частиц, образующихся в процессе термической обработки, содержат частицы субмикронного размера — от 0,05 до 5 мкм. Одновременно эти процессы сопровождаются выделением запахов.

Автомобильный транспорт. В автомобиле существует три вида выбросов загрязняющих веществ: отработанные газы двигателей, картерные газы, топ­ливные испарения. Наиболее объемными из них являются отработанные газы. Основными токсичными компонентами отработанных газов являются оксид углерода, оксиды азота, несгоревшие углеводороды, диоксид серы, сажа, со­единения свинца (при этилированном бензине), полициклические аромати­ческие углеводороды, бенз(а)пирен.

Оксид углерода образуется в результате неполного сгорания топлива в камере сгорания в обогащенной смеси из-за неполного окисления, а в силь­но обедненной смеси — из-за неполного распространения пламени. Этому способствует также переохлаждение топливно-воздушной смеси на стенках камеры сгорания.

Количество оксидов азота, образующихся в камере сгорания, зависит от температуры, времени и коэффициента избытка воздуха. Обедненные топ-ливно-воздушные смеси дают наивысшие концентрации NO_X, поскольку в них имеется некоторое количество избыточного кислорода при относительно высоких значениях температуры горения.

Основной причиной неполного сгорания углеводородов является охлаж­дение топливной смеси стенками камеры сгорания, неравномерное смеши­вание топлива и воздуха во время впрыска и сгорания, низкая летучесть ди­зельного топлива. При этом в атмосферу поступают более 400 видов углево­дородных соединений.

Существенные выбросы SO₂ в дизельных двигателях обусловлены высо­ким содержанием серы в дизельном топливе.

Сажевый аэрозоль состоит из частиц углерода и тяжелых (жидких) угле­водородов. При больших нагрузках на двигатель сажевый аэрозоль в основ­ном составляют частицы углерода, при малых — увеличивается количество тяжелых углеводородов.

Токсичность выбросов двигателей внутреннего сгорания обусловлена ад­сорбированными на поверхности частиц углерода полициклическими арома­тическими углеводородами, из которых многие являются канцерогенами. При использовании этилированных сортов бензина в атмосферу попадают тетра-этилсвинец и другие его соединения, являющиеся сильно действующими ток­сичными веществами.

Количество выбросов загрязняющих веществ от двигателя внутреннего сгорания определяется по формуле: Q. = Q_TB_p т/год, (?. — количество выбро-

Раздел 4. Воздушная среда города

сов загрязняющего вещества; Q_T — количество сгоревшего топлива, т/год; 5 — удельное количество выбросов при сгорании 1 т бензина или дизельного топлива (табл. 4.5).

Таблица 4.5. Удельный выброс загрязняющих веществ при сгорании топлива, т/т

Удельные выбросы токсичных веществ зависят от мощности и типа дви­гателя, режима его работы, технического состояния автомобиля, скорости движения, состояния и уклона дороги, качества топлива.

Выбросы загрязняющих веществ от двигателей внутреннего сгорания ав­томобилей при работе в режиме стационарных источников (внутригаражные разъезды, посты технического обслуживания и мойки) определяются в коли­честве 0,5% от выбросов при расходовании заданного количества топлива, в том числе на гаражные разъезды приходится 70%, на техническое обслужива­ние - 30%.