Оценка загрязнения атмосферного воздуха создаваемого деятельностью локомотивного депо станции Перерва

Высокий уровень загрязнения окружающей среды стал угрозой для населения промышленных районов, сельскохозяйственных культур и лесного хозяйства. Очень сильно сказывается на комфортности жизни людей загрязнение атмосферного воздуха.

Поэтому требуется последовательно выполнять операционные и хозяйственные меры по предупреждению загрязнения и развитию оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха. В рамках мониторинга атмосферного воздуха создана система оценок выбросов промышленных предприятий конкретной сферы, загрязняющих атмосферный воздух отходами своей жизнедеятельности. Среди этих предприятий, отравляющих природную среду, значительный вред атмосфере приносят предприятия железнодорожного транспорта, в том числе локомотивные депо.

Поэтому комплексная оценка загрязнений атмосферного воздуха, создаваемая деятельностью локомотивного депо, в рамках мониторинга окружающей среды всегда актуальна по следующим причинам. 1) С экологической точки зрения эта оценка позволяет сравнить предельно допустимую концентрацию и фактическое содержание вредных веществ в атмосфере, с целью разработки мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в районе расположения локомотивного депо. 2) С экономической точки зрения оптимизация выбросов позволяет снизить издержки предприятия – локомотивного депо, связанного с выплатой штрафных санкций за превышения предельно допустимой концентрации фактических выбросов в атмосферу. 3) С технологической точки зрения: улучшить технологический процесс деятельности подразделений, входящих в локомотивное депо, тем самым оптимизировать персонал, осуществить экономию затрат на предприятии. 4) С технической точки зрения: перейти на инновационное, более совершенное оборудование, ресурсосберегающее и более экологически чистое.

Исходя из актуальности темы, сформулируем цели и задачи исследования дипломного проекта. Цель: оценить загрязнение атмосферы, создаваемой деятельностью локомотивного депо станции Перерва для перехода на эффективную эколого-экономическую систему на данном предприятии. Для реализации поставленной цели решаются следующие задачи: 1. Дать теоретические основы оценки выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, создаваемых локомотивным депо. 2. Проанализировать и дать оценку загрязнений атмосферного воздуха, создаваемого деятельностью локомотивного депо станции Перерва Московской ж/д. 3. Разработать проект мероприятий по улучшению экологической обстановки в локомотивном депо станции Перерва и рассчитать эффективность предложенных мероприятий.

Методология исследования: в качестве теоретических основ в работе используются труды по экономике и организации природопользования таких авторов, как Н.Н.Лукьянчиков, И.М.Потравный, П.М.Нестеров, А.П.Нестеров; по охране окружающей среды и экологической безопасности на железнодорожном транспорте - труды Н.И.Зубрева, В.М.Медведева, Н.А.Шарпова, а также СНИПы, методические пособия по расчету выбросов, нормативные правовые акты Российской Федерации в области природопользования, охраны окружающей среды и экологических прав человека. 1. Теоретические основы оценки выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, создаваемых локомотивным депо 1.1. Охрана атмосферного воздуха при обострении кризисных ситуаций в эколого-экономической системе Двадцатый век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи полезных ископаемых и выбросов веществ, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы.

Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.

Перечисленные проблемы характерны и для России, занимающей 1/8 часть земной суши.

Масштабы воздействия на окружающую среду достигли таких размеров, что под угрозу поставлена сама жизнь на планете.

Особенно опасны антропогенное загрязнение атмосферного воздуха и его экологические последствия для природных экосистем. Это воздействует и непосредственно на состояние атмосферы (нагревание, изменение влажности) и на физико-химические свойства (изменение состава, увеличение содержания диоксида углерода и различных примесей: метана, озона, фреона, аэрозолей и др.). Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности.

Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; в России – более 30%, а в США – более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу.

Подсчитано, что лишь один автомобиль за год выбрасывает в атмосферу 660- 800 кг оксида углерода, около 200 кг несгоревших углеводородов и около 40 кг оксидов азота. В настоящее же время в мире насчитывается более 400 млн автомобилей.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха регионов нашей страны – машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ.

Больше половины добываемых в европейской части страны углей содержат свыше 2,5% серы.

Поэтому ежегодно в атмосферу в результате промышленной деятельности человека попадает примерно 75*106 т окиси серы, 53*106 т окиси и двуокиси азота, 304*106 т окиси углерода, 88*106 т углеводородов (предельных, альдегидных и пр.). Хозяйственная деятельность людей привела к значительному накоплению в атмосфере некоторых химических соединений, что имеет далеко идущие последствия для жизни и окружающей среды.

Наиболее очевидный пример – 'кислотные дожди', представляющие собой осадки, окислившиеся в результате загрязнения атмосферы.

Причиняемый кислотными дождями природной среде ущерб убеждает в настоятельной необходимости борьбы с причинами, его вызывающими.

Технические достижения наших дней дают возможность найти как экологически, так и экономически приемлемые решения этой проблемы.

Диффузия и другие процессы в атмосфере способствуют тому, что кислота в газообразном виде или в виде взвешенных частиц достигает земной поверхности и в сухую погоду.

Многие специалисты по изучению окружающей среды убеждены, что сухие осадки приводят к таким же разрушительным последствиям, как ядовитый дождь или снег. Они предполагают, что более точное определение 'кислотного дождя' должно включать и мокрые, и сухие выпадения.

Известно, аэрозольные частицы уменьшают видимость и разрушают различные материалы.

Существуют оригинальные методы анализа, позволяющие установить, что основным источником этих частиц является сжигание топлива. В результате сжигания топлива выделяется много веществ, включая частицы углерода (если сгорание происходит не полностью), диоксид серы, или сернистый газ. Кроме того, высокая температура горения способствует реакции атмосферного азота с кислородом, что приводит к образованию газообразных оксидов азота. Когда эти газы в атмосфере контактируют с водой, они образуют мельчайшие капли серной кислоты или газообразную азотную кислоту. Обе эти кислоты легко растворяются в воде, выпадающей в виде дождя. Если атмосфера относительно сухая, азотная кислота остается в основном в газообразном состоянии, а серная образует мельчайшие частицы, которые иногда попадают на землю с дождем.

Кислотный дождь может выпадать за сотни километров от источника загрязнения. И где бы это ни происходило, выпавшие осадки наносят огромный вред хозяйству. Они могут приводить к изменению кислотности и химических характеристик воды, почвы.

Реконструкция старых электростанций позволила бы в максимальной степени уменьшить выброс в атмосферу всех загрязняющих веществ, вызывающих кислотные дожди. Она привела бы к снижению выбросов диоксида серы более чем на 80% и оксидов азота более чем на 50%. На протяжении последнего десятилетия происходит утончение слоя озона над Землей, что может привести к серьезным последствиям для человечества.

Содержание озона в атмосфере не достигает и одной миллионной доли от содержания остальных газов, однако именно озон поглощает большую часть солнечной ультрафиолетовой радиации, не давая ей достигнуть земной поверхности.

Ультрафиолет обладает достаточной энергией, чтобы разрушать многие органические молекулы, включая ДНК. Он может вызвать рак кожи, катаракту и иммунную недостаточность, а также повреждать посевы и морские экосистемы.

Значительный вред озонному слою приносит соединение, известное под названием хлорфторуглерод.

Хлорфторуглеродная проблема стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. Эти газы служат хладагентами в холодильниках и кондиционерах, распылителями для аэрозольных смесей, пенообразующими агентами и очистителями для электронных приборов. Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения химические вещества, поскольку они очень стабильны и неактивны, а значит, нетоксичны. Как это ни парадоксально, но именно инертность этих соединений делает их 'врагами' стратосферного озона.

Исследования показали, что хлор быстро разрушает озон. В атмосферу выбрасываются миллионы тонн хлорфторуглерода. Если этот процесс будет продолжаться, то приведет к накоплению хлорфторуглерода в стратосфере в концентрации, достаточной для серьезных повреждений озонного слоя.

Выброс вредных веществ от стационарных источников в атмосферу в среднем по стране доставляет 226 кг на человека в год.

Большое количество выбросов в Новокуйбышевске 2456 кг , Ачинске – 1730, Липецке – 1530, Новокузнецке – 1500 кг . Экономические районы страны весьма значительно различаются по степени загрязнения воздушного бассейна.

Наибольшее загрязнение атмосферы испытывают жители Уральского и Восточно - Сибирского экономических районов.

Уральский экономический район занимает первое место в стране по выбросам твердых веществ, окислов азота, серной кислоты и свинца. Значительно загрязнены Свердловская и Челябинская области.

Восточно - Сибирский экономический район особо выделяется по выбросам окислов серы, фтористых соединений, хлора. Наиболее сильное воздействие испытывают Норильск, Красноярск, Иркутско - Черемховский промышленный район и Братский промышленный узел.

Поволжский экономический район занимает первое место в стране по выбросам сероуглерода, так как здесь находятся центры нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности – Астрахань, Волгоград, Новокуйбышевск, Нижнекамск, Тольятти, Саратов, Казань. В Центральном экономическом районе основными источниками вредных выбросов в атмосферу являются три крупные электростанции, многочисленные химические предприятия в Москве, Кольчугино, Рязани, что при относительно небольшой площади района обусловливает высокую плотность выбросов в атмосферу. На многих предприятиях химической промышленности, черной и цветной металлургии, энергетики затраты на сооружения по очистке воздуха составляют 20-30%, а на некоторых достигают 40% от стоимости основных производственных фондов, загрязнение воздуха обходится еще дороже. Если рассматривать экономическую эффективность атмосфероохранных мероприятий с народнохозяйственной точки зрения, то, с одной стороны, потребуется увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, а с другой – произойдет прирост чистого дохода и снижение ущерба.

Причем этот ущерб может быть снижен и в других отраслях.

Исключение ущерба необходимо рассматривать как возможные резервы повышения эффективности производства и рациональное природопользование.

Осуществление принципа оптимальности в народном хозяйстве становится необходимостью современной экономики страны.

Однако в силу недостаточности наших знаний не всегда можно выбрать оптимальный вариант.

Весьма важно определить направления оздоровления воздушного бассейна. В нашей стране из-за ухудшения состояния атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах снижается комфортность жизни людей, что требует последовательного выполнения организационных и хозяйственных мер по предупреждению загрязнения и развитию оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха.

Основные эколого-экономические показатели охраны атмосферного воздуха следующие: По стационарным источникам: IV. Общее количество вредных веществ, отходящих от всех источников загрязнения в год, тыс. т; в том числе твердых; жидких и газообразных (всего и по видам). II . Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в год, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных; снижение или увеличение выброса вредных веществ в атмосферу по сравнению с предыдущим периодом. III . Общее количество улавливаемых и обезвреженных вредных веществ в год, тыс. т; в том числе твердых, жидких и газообразных. IV . Из общего количества улавливаемых и обезвреженных веществ утилизируются в год, тыс. т. При разработке мер по охране атмосферного воздуха преследуется цель максимально сократить и полностью исключить вредные выбросы в воздушный бассейн для обеспечения хорошего качества воздушного пространства. Из результатов проводимых исследований относительно чистым считается такой воздух, в котором концентрация вредных примесей не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). Этот показатель принимается как норматив качества воздуха.

Минздрав РФ утвердил ПДК для человека более чем на 600 токсинов, которые довольно полно характеризуют экологическую ситуацию. На предприятиях промышленности и в непроизводственной сфере при анализе эколого-экономических показателей, характеризующих плановое и фактическое содержание вредных веществ в атмосфере, ориентируются на то, чтобы выполнялось соотношение (1) где С – концентрация вредных веществ в приземном слое воздуха; ПДК – предельно-допустимые концентрации.

Повышение эффективности природоохранных мероприятий в области защиты воздушного бассейна от загрязнения токсическими веществами тесно связано с объемом производимой продукции, техническим и технологическим уровнем производства в промышленности и сельском хозяйстве. Это обстоятельство определяет необходимость осуществлять природоохранную деятельность на предприятиях, в регионах и областях по двум основным направлениям: создавать малоотходные и безотходные производства или развивать промышленную подготовку сырья к использованию или санитарную очистку отходящих газов от твердых, газообразных и туманообразных агрессивных примесей.

Сложившийся технический и технологический уровень производства продукции требует усиления природоохранной деятельности. 1.2. Локомотивное хозяйство, типы локомотивного депо Локомотивное хозяйство предназначено для ремонта, технического обслуживания и экипировки поездных и маневровых локомотивов, а также мотор-вагонного подвижного состава. К сооружениям и устройствам локомотивного хозяйства относятся основные ремонтные депо; пункты оборота локомотивов; пункты смены локомотивных бригад; пункты технического обслуживания локомотивов; экипировочные устройства (при депо, в пунктах оборота и технического обслуживания локомотивов, а в некоторых случаях на приемоотправочных путях станций); пути для прохода и стоянки локомотивов; устройства для поворота локомотивов (в необходимых случаях); устройства энерго-, водои теплоснабжения, связи, служебно-технические здания. На территории локомотивного хозяйства также размещаются пути стоянки запаса локомотивов (в период уменьшения размеров движения), пути пожарного и восстановительного поездов, котельная, электростанция или трансформаторная подстанция. По роду своей деятельности депо подразделяются на эксплуатационные и эксплуатационно-ремонтные. В эксплуатационном депо с приписным парком магистральных локомотивов выполняют внеплановые ремонты по устранению отказов локомотивов, текущий ремонт локомотивов ТР-1, техническое обслуживание ТО-2, ТО-3 и ТО-4 (обточку колесных пар) и экипировку: осмотр, очистку, снабжение топливом, смазочными материалами, песком, обтирочными материалами, охлаждающей водой. В эксплуатационно-ремонтном депо с приписанным к ним парком локомотивов дополнительно к тем видам ТО и ТР, которые выполняются в эксплуатационном депо, осуществляется текущий ремонт ТР-2 и ТР-3 как для нужд самого депо, так и для других предприятий. На станциях с пунктом оборота осуществляют техническое обслуживание ТО-2 и экипировку локомотивов. Для этой цели локомотивное хозяйство имеет устройства для технического обслуживания, экипировки и стоянки локомотивов в ожидании подачи их к поездам.

Размещение в пределах дороги депо, пунктов оборота, экипировки и технического обслуживания локомотивов и пунктов смены бригад устанавливали» на основе технико-экономического сравнения схем тягового обслуживания. При этом пробег приписанных к депо локомотивов не должен превышать при электрической тяге 35 млн локомотиво-км, а при тепловозной – 25 млн локомотиво-км в год.

Потребное число стойл депо (рис. 1.1) для каждого вида ремонта и технического обслуживания ТО-3 локомотивов можно определить по формуле (2) где S год – годовой пробег локомотивов, млн локомотиво-км; – потребность в стойлах для данного вида ремонта на 1 млн локомотиво-км в год.

Годовой пробег локомотивов (3) где l – длина участка обращения локомотивов, км; N – число пар поездов, обращающихся на соответствующих участках в средние сутки максимального месяца; k нер – коэффициент внутригодовой неравномерности движения.

Потребность в стойлах депо для ремонта и технического обслуживания ТО-3 локомотивов на 1 млн локомотиво-км пробега приведена в табл. 1.1. Рис. 1.1. Локомотивное депо 1 – мастерские; 2 – цех текущего ремонта ТР-2; 3 – цех текущего ремонта ТР-1; 4 – административно-бытовой корпус Таблица 1.1

Емкость путей готовых локомотивов принимается из условия нахождения 10... 12% локомотивов от числа прибывающих за сутки. 1.3. Система мероприятий по улучшению экологической обстановки на предприятиях Все направления защиты воздушного бассейна можно объединить в 4 большие группы: – санитарно-технические: сооружение сверхвысоких дымовых труб, установка газопылевого оборудования, герметизация технологического и транспортного оборудования; – технологические: создание новых технологий, основанных на частично и полностью замкнутых циклах, новых методов подготовки сырья, очищающих его от примесей до вовлечения в производство, замена исходного сырья, замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми, автоматизация производственных процессов; – планировочные: создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий, оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом розы ветров, вынос наиболее токсичных производств за черту города; рациональная планировка городской застройки, озеленение городов; – контрольно-запретительные: установление ПДК загрязнителей, ПДВ, запрещение производства отдельных токсичных продуктов, автоматизация контроля за выбросами. 2. Анализ и оценка загрязнений атмосферного воздуха, создаваемого деятельностью локомотивного депо станции Перерва Московской ж/д 2.1. Исходные данные для расчета вредных выбросов в локомотивном депо станции Перерва В качестве предприятия для анализа и оценки загрязнения атмосферного воздуха рассматривается локомотивное депо станции Перерва Московской железной дороги, впредь именуемое Локомотивное депо или предприятие.

Локомотивное депо проводит ремонт, техническое обслуживание электропоездов постоянного тока. На рис. 2.1. приводится карта-схема предприятия и его района расположения.

Цифрами на рис. 2.1 обозначены объекты, расположенные в нормативной санитарно-защитной зоне (НС33) предприятия.

Предприятие работает 250 дней в году. Режим работы односменный. В составе предприятия при существующем положении входят следующие производственные цеха и участки, загрязняющие атмосферный воздух: · механический цех, где производят ремонт и изготовление деталей с помощью металлообрабатывающих станков; · кузнечное отделение, в составе механического цеха; · сварочный цех, с постами (отделениями), где осуществляется электродуговая сварка штучными электродами и газовая резка металлов; · лакокрасочное отделение, где осуществляется покраска тепловозов после ремонта; На предприятии имеется маневровый тепловоз. Рис. 2.1. Карта-схема района расположения локомотивного депо В табл. 2.1. представлены графические и метеорологические характеристики размещения предприятия.

Таблица 2.1-Географические и метеорологические характеристики размещения предприятия

Выбросы вредных веществ предприятия Локомотивное депо можно систематизировать следующим образом: а) выбросы твердых частиц в кузнечных работах (при горении углей); б) выбросы в атмосферу при ремонтных работах; в) выбросы в атмосферу при сварке и газовой резке металлов; г) выбросы при нанесении лакокрасочных материалов и др.

Учитываем, что большинство локомотивных депо в Российской Федерации разработаны по схожим типовым проектам, в отношении организации технологических процессов и технической оснащенности. При выполнении технологических процессов происходит загрязнение окружающей среды твердыми частицами и вредными газами. При этом, в расчетных формулах по оценке вредных выбросов в атмосферу должны учитываться географические и метеорологические характеристики исследуемого предприятия.

Наиболее значительные выбросы в локомотивном депо осуществляют котельные. Одна котельная на предприятии Локомотивное депо в процессе реконструкции была закрыта.

Электро-энергетическое питание осуществляется от трансформаторной подстанции (Т.П.). Далее представлены расчеты вредных выбросов при кузнечных работах механического цеха. 2.2.1 Расчет вредных выбросов при кузнечных работах Вредные выбросы: а) твердые частицы; б) оксиды углерода; в) оксиды азота; г) диоксид серы; д) диоксид азота.

Исходные данные представлены в табл. 2.2. Исходные данные по источникам выброса при кузнечных работах (горн) – источник 0001 Таблица 2.2

Максимально разовый выброс определяется по формуле: G co = M co *10 6 /( t * n *3600), г/с (8) G co = 0,4731*10 6 /(10*360*3600) = 0,036501 г/с Оксиды азота Валовый выброс определяется по формуле: MNO 2 = g 3 * m * 10 -3 , т/г (9) где g 3 – количество азотов оксидов, выделяющегося при сжигании топлива, кг/т m – расход топлива за год, т/г MNO 2 = 2,17 * 14,5 * 10 -3 = 0,031465 т/г Максимально разовый выброс определяется по формуле: GNO 2 = MNO 2 * 10 6 /( t * n * 3600), г/с (10) GNO 2 = 0,0315 * 10 6 /(10 * 360 * 3600) = 0,002428 г/с С учетом трансформации этих оксидов в атмосферном воздухе, суммарные оксидов азота разделяются на составляющие (с учетом различия в молекулярной массе этих веществ). MNO 2 = 0,8* MNO х , т/г (11) MNO 2 раз = 0,8* MNO х , г/с (12) MNO 2 = 0,8* 0,0315 = 0,025172 т/г MNO 2 раз = 0,8* 0,0024 = 0,001942 г/с MNO 2 = 0,13 * MNO х , т/г (13) MNO 2 раз = 0,13 * MNO х , г/с (14) MNO 2 = 0,13* 0,0315 = 0,004090 т/г MNO 2 раз = 0,13* 0,0024 = 0,000316 г/с Диоксид серы Валовый выброс определяется по формуле: MSO 2 = 0.02*m*S r * (1 – so 2 )* (1 – so 2 ), т / г (15) где S r – содержание серы в топливе, % so 2 – доля диоксида серы, связанного летучей золой топлива so 2 – доля диоксида серы, улавливаемого в золоуловителе MSO 2 = 0.02*14,5*3,2 * (1 – 0,1)* (1 – 0) = 0,835200 т/г Максимально разовый выброс определяется по формуле: GSO 2 = MSO 2 * 10 6 /( t * n * 3600), г/с (16) GNO 2 = 0.8352 * 10 6 /(10 * 360 * 3600) = 0.064444 г/с Итоговый результат выброса вредных веществ при кузнечных работах дан в табл. 2.3. Таблица 2.3- Итоговый результат выбросов вредных веществ в локомотивном депо (кузнечные работы) – источник 0001

Исходные данные по механическому цеху представлены в табл. 2.4. Исходные данные о вредных выбросах по механическому цеху – источник 0002 Таблица 2.4

Таблица 2.5- Итоговые данные вредных выбросов в механическом цехе (станок заточной) – источник № 0002

Исходные данные по вредным выбросам при газовой резке металла представлены в табл. 2.6. Таблица 2.6-Исходные данные о вредных выбросах при газовой резке металла – источник № 0005

Вещество: оксид углерода.

Удельное выделение К = 63,400 M оу = 63,4*750*(1 – 0)* 0,000001 = 0,04755 т/г G оу = 63,4*1* (600/1200) * (1 - 0) / 3600 = 0,0088056 г/с Вещество: диоксид азота Удельное выделение К = 64,100 M да = 64,1*750*(1 – 0)* 0,000001 = 0,048075 т/г G да = 63,4*1* (600/1200) * (1 - 0) / 3600 = 0,0089028 г/с Вещество: марганец и его соединения Удельное выделение К = 1,900 M мар = 1,9*750*(1 – 0)* 0,000001 = 0,001425 т/г G мар = 1,9*1* (600/1200) * (1 - 0) / 3600 = 0,0002639 г/с Вещество: оксид железа Удельное выделение К =129,100 M ож = 129,1*750*(1 – 0)* 0,000001 = 0,096825 т/г G ож = 129,1*1* (600/1200) * (1 - 0) / 3600 = 0,0179306 г/с В табл. 2.7 представлены итоговые результаты вредных выбросов при газовой резке металла.

Таблица 2.7 - Итоговые данные вредных выбросов при газовой резке металла – источник №0005

Таблица 2.8 - Исходные данные о вредных выбросах при сварочных работах по электромашинному цеху – источник № 0005

Расчет максимально разового выброса производится по формуле: G = К т * b / 3600, г/с (23) где b – максимальное количество сварочных материалов, расходуемых в течение рабочего часа, кг/ч.

Загрязняющее вещество (3В): Сварочный аэрозоль М са = 17,8*300*10 -6 *(1 – 0) = 0,005340 т/г G са = 17,8*0,5/3600 = 0,002472 г/с в том числе: Железа оксид М ож = 15,73*300*10 -6 *(1 – 0) = 0,004719 т/г G ож = 15,73*0,5/3600 = 0,002185 г/с Марганец и его соединения М мар = 1,66*300*10 -6 *(1 – 0) = 0,000498 т/г G мар = 1,66*0,5/3600 = 0,000231 г/с Пыль неорганическая (содержание SiO 2 до 70 %) М пн = 0,41*300*10 -6 *(1 – 0) = 0,000123 т/г G пн = 0,41*0,5/3600 = 0,000057 г/с Таблица 2.9-Исходные данные о вредных выбросах при сварочных работах по электромашинному цеху (с другой маркой электродов) - источник № 0005

Производим расчеты: Аэрозоль краски М=5400*40*30*0,3*(100-0)*0,000000001=0,194400 т/г G =14*40*30*0,3*(100-0)/(1000000*3,6*10)=0,0140000 г/с Уайт – спирит Нанесение ЛКМ М=5400*60*25*100*(100-0)*0,00000000001=0,810000 т/г G =14*60*25*100*(100-0)/(100000000*3,6*10)=0,0583333 г/с Сушка покрытия М=5400*60*75*100*(100-0)*0,00000000001=2,430000 т/г G =14*60*75*100*(100-0)/(100000000*3,6*10)=0,175000 г/с Таблица 2.25 - Результаты расчета выбросов по источнику № 0009: покраска вагонов (при нанесениеЛКМ)

Таблица 2.29 - Валовые и максимально-разовые выбросы локомотивного депо

Перерва.

Учитывая современные требования к газовым выбросам, необходимо проводить тонкую очистку газов от этих компонентов.

Указанные газовые выбросы имеют, как правило, малый избыточный напор, что исключает возможность применения аппаратов с большим гидравлическим сопротивлением. В связи с этим для очистки больших объемов газовых выбросов с малым остаточным напором целесообразно использовать аппараты вихревого типа вихревые камеры (рис. 3.1 ) Принцип работы вихревого орошаемого аппарата заключается в том, что подлежащий очистке газ, проходя через тангенциальный лопаточный завихритель 2, приобретает вращательное (вихревое) движение.

Параллельно с вводом газа, через патрубки, расположенные в верхней крышке корпуса 1, поступает жидкость. Далее жидкость дробится газовым потоком на капли, вовлекаемые газом в совместное вращательное движение, и образуется высокодисперсный вращающийся капельный слой. Отвод жидкости из вихревого аппарата осуществляется совместно с газом через центральный патрубок, а ее окончательное отделение от газа происходит в узле сепарации.

Возможность вихревой камеры достаточно продолжительное время удерживать жидкость в зоне контакта, низкое гидравлическое сопротивление, а также большая пропускная способность аппарата являются существенными отличиями вихревой камеры от традиционных массообменных аппаратов других типов. Эти достоинства позволяют рекомендовать аппарат для очистки газовых выбросов от паров легколетучих водорастворимых органических растворителей.

Процесс очистки предполагает использование физической сорбции паров органических растворителей с последующей их рекуперации и возвращением в технологический цикл ( рис.3.2 ). Газовые выбросы, проходя через вихревую камеру 1, очищаются от органических растворителей. В узле сепарации 2 происходит разделение жидкой и газовой фаз.

Насыщенный абсорбент из узла сепарации насосом 3 подается в ректификационную колонну 5 через подогреватель 4. В ректификационной колонне 5 происходит разделение смеси воды и легколетучих органических растворителей. Часть воды поступает в кипятильник 8, где испаряется и возвращается в ректификационную колонну 5, а часть охлаждается в холодильнике 7 и подается в вихревую камеру как свежий абсорбент.

Сконденсировавшиеся в конденсаторе 6 пары органических растворителей могут быть возвращены в технологический процесс.

Замкнутый цикл дает возможность существенно снизить расход абсорбента и практически полностью исключить его сброс в систему очистки стоков промышленного предприятия.

Производительность установки от 500 м 3 ¤ ч и выше, расход воды от 0,1 до 0,6 м 3 ¤ ч, температура системы воздух – вода около 20 0 С. Испытания показали, что при производительности 1000 м 3 ¤ ч степень очистки Е = 95 – 98%. Рис 3.1 Схема установки очистки и рекупирации газовых выбросов от легколетучих органических растворителей. 1-вихревая камера 2-узел сепарации 3-насос 4- подогреватель 5-рефтикационная колона 6-конденсатор 7-холодильник 8-кипятильник Рисунок 3.1 Вихревая камера 1 – корпус 2- тангенциальный лопаточный завихритель 4. ОЦЕНКА УЩЕРБА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 4.1 Природоохранные мероприятия и их эффективность Снижение уровня отрицательного воздействия хозяйственной деятельности предприятия на окружающую природную среду, ее комплексы, экосистемы и людей достигается внедрением природоохранных мероприятий.

Природоохранные мероприятия должны быть направлены на улучшение состояния окружающей среды или создание условий для этого.

Отнесение мероприятий к природоохранным производится по следующим критериям: повышение экологичности выпускаемой продукции; сокращение потребления природных ресурсов; уменьшение загрязнения природных комплексов выбросами, стоками, отходами; снижение концентрации вредных веществ в выбросах, стоках, отходах; улучшение состояния среды обитания людей.

Мероприятиями по охране атмосферного воздуха считаются создание газоулавливающих установок; внедрение устройств по дожигу и очистке газов от котельных, создание приборов и устройств для контроля загрязнения атмосферного воздуха.

Текущими природоохранными работами считаются управление природоохранной деятельностью, содержание в исправном состоянии очистных сооружений и устройств, захоронение отходов. В локомотивном депо «Перерва» Московской ж/д. в качестве природоохранного мероприятия планируется внедрение установки по очистке воздуха , от легколетучих растворителей в лакокрасочном цехе, что позволит сократить количество выбрасываемого уайт-спирита до1,100т/год , кроме того поле сепарации , установка будет возвращать до 45% (от очищеного уайт-спирита) , обратно в технологический процесс.

Проведем простой экономически расчет Фактический выброс уайт-спирита составляет (М i )=10.8т/г. степень очистки уайт-спирита после внедрения установки ( Е)=90% отсюда М io =10.8*0.9=9.72т/г. где М io – количество загрязняющего вещества извлеченного после очистки в т/ год Экономические результаты — сокращение ущерба, наносимого природе, экономия расхода природных ресурсов, уменьшение загрязнения окружающей среды. В результате внедрения установки по очистке воздуха от легколетучих растворителей, удалось сократить расход уайт-спирита на 9,720т/год. В процессе сепарации 45% приходится на всякого рода взвеси ,так ,что фактическое содержание Уайт-спирита составит 4370 т... оптовая цена Уайт-спирита на рынке услуг составляет 20 руб./л.

Рассчитаем величину реального дохода предприятия: Д = 0.45*9,720 * 20 р = 87 тыс. руб Таким образом, внедрение метода очистки , позволило получить дополнительный доход 87 тыс. руб. К экономическим результатам можно также отнести сокращение платежей за выбросы вредных веществ. На предприятии локомотивного депо »Перерва» используется уайт-спирит .Норматив платы за выброс уайт-спирита - 2.5 руб/т в год.

Рассчитаем сокращение платежей в ценах на 2003 год (П сокр ).: П сокр. = 2.5*9,720 * 12.5(9,720-8.5)*1.4*1.9 = 970 руб.

Экологические результаты — это снижение отрицательных воздействий на природу, уменьшение расхода природных ресурсов.

Экологический эффект от внедрения установки по очистке воздуха от легколетучих растворителей 9,720 т./год.

Экономическая эффективность природоохранного мероприятия рассчитывается соизмерением получаемого экономического эффекта и затрат на проведение мер по снижению загрязнений.

Стоимость внедрения установки по очистке воздуха от легколетучих растворителей 100тыс.руб.

Эксплуатационные расходы складываются из затрат на материалы, заработную плату обслуживающего персонала, расходов на электроэнергию, прочих расходов.

Технология по очистке воздуха от легколетучих растворителей , не предполагает использования расходных материалов.

Замкнутый цикл дает возможность существенно снизить расход абсорбента (воды), и полностью исключает его попадание в систему очистки стоков предприятия. Также не требует организации дополнительного рабочего места по обслуживанию установки очистки, поэтому расходы на материалы, заработную плату и прочие расходы в дипломном проекте не определялись.

Расходы на электроэнергию рассчитываются по формуле: Сэ = М* t *Ц, где: М – номинальная мощность камеры окраски, кВт/час; t - число часов работы оборудования, час/год; Ц – цена кВт/ч, руб. Сэ = 3 * 250*8 * 2,5 =150.000 тыс.руб.

Таблица 4.30 -Показатели эколого-экономической эффективности от природоохранного мероприятия на локомотивного депо

Заключение Список литературы 1. Федеральный Закон «Об охране атмосферного воздуха» М, 1999. 2. Федеральный Закон «Об охране окружающей среды». М., 2002. 3. Экологическое право РФ: Сборник нормативных актов по использованию и охране природных ресурсов. - М.: Щит-М, 2003. - 463 с. - (Законы и законодательные акты). 4. СниП 23-03-2003. Защита от шума. 5. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Санитарные нормы. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Минздрав России. М., 1997 г . 6. СниП II-12-77. Защита от шума.

Госстрой СССР. 1978 г . 7. РД 32.94.97. Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ от тепловозов в атмосферу. - М., 1998. 8. ОНД-86. Госкомгидромет.

Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат. 1987 г . 9. Перечень документов по расчету выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферный воздух, действующих в 2001-2002 годах. СПб., 2001. 10. Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час, или менее 20 Гкал в час. М., 1999. 11. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при механической обработке металлов (на основе удельных показателей). Фирма «Интеграл». 1997. 12. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях железнодорожного транспорта (расчетным методом). Минтранс РФ НИИАТ. М. 1992 г . 13. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для авторемонтных предприятий (расчетным методом). М.1998. 14. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом). НИИАТ. М.1998. 15. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов (по величинам удельных выделений). Фирма «Интеграл». С.-Пб. 1997. 16. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (на основе удельных показателей). Фирма «Интеграл». С.-Пб. 1997. 17. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. (Дополненное и переработанное) НИИ Атмосфера. С.-Пб., 2005. 18. Методика определения предотвращенного экологического ущерба.

Приказ Госкомэкологии России от 30.11.1999. Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. - М., 1999 г . 19. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях железнодорожного транспорта (расчетным методом). Минтранс РФ НИИАТ. - М. 1992. 20. Методические рекомендации о порядке составления статистической отчетности по охране окружающей среды и природопользованию на предприятиях железнодорожного транспорта.

Медведева В.М., Зубрев Н.И.- М: «Маршрут», 2003.-93с. 21. Бринчук М.М. Экологическое право (право окружающей среды): Учебник для высших юриди-ческих учебных заведений. – М.:Юристъ, 1998.–688с 22. Дмитриев А.В. ,.Ежов П.В. Инженерные решения.»Очистка промышленных газовых выбросов» - .М. - 2007г. 23. Кистанова И.Ю., Грачикова Н.А. Единые требования по оформлению курсовых и дипломных проектов (работ). – М.: РГОТУПС. – 2004. – 23 с. 24. Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я. и др.