ОРДЕНА
ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
АКАДЕМИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА им.
К.Д. ПАМФИЛОВА
Утверждаю
Генеральный директор
ПО «Роскоммунэнерго»
В.В. Пасков
3 ноября 1989 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
ПО ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ
В АТМОСФЕРУ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ОТ ПРЕДПРИЯТИЙ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА
Сектор
научно-технической информации АКХ
Москва 1990
Настоящие указания содержат порядок
выполнения работы, перечень и классификацию как источников
выбросов в атмосферу, так и выбрасываемых предприятиями коммунального хозяйства загрязняющих веществ, формы и таблицы для проведения инвентаризации
качественных и количественных характеристик источников выбросов от отопительных
котельных, асфальтобетонных (АБЗ), мусоросжигательных и мусороперерабатывающих (МСЗ и МПЗ) заводов.
Даны примеры заполнения форм по указанным предприятиям. Рассчитаны валовые и удельные выбросы
загрязняющих веществ в примерах по
соответствующим, согласованным Госкомприродой СССР и утвержденным отраслевым методикам расчета.
Разработаны отделом коммунальной энергетики АКХ им. К.Д. Панфилова (канд. техн. наук В.В. Пономарева).
Предназначены для осуществления территориально-производственными объединениями областей и предприятиями коммунального хозяйства всеобщей полной инвентаризации источников выбросов в атмосферу
(использования как пособия при составлении экологических паспортов источников выброса по разделу «Защита атмосферы») в единой общесоюзной форме.
Замечания и предложения по настоящим указаниям просьба направлять по адресу: 123371. Москва, Волоколамское шоссе, 116. АКХ им. К.Д. Памфилова, отдел коммунальной
энергетики.
Одним из наиболее актуальных направлений и проблем охраны окружающей среды в
области наблюдения, оценки и прогноза ее состояния является создание систем национальных региональных
и глобальных банков данных в целях аффективного информационного обеспечения национальных
органов управления, заинтересованных организаций и населения.
Настоящие указания являются отраслевым руководящим документом для создания региональных банков данных -
паспортов источников выбросов в атмосферу
загрязняющих веществ от основных предприятий
коммунального хозяйства в единой общесоюзной форме и предназначены
для предприятий коммунального хозяйства, ТПО регионов, областных комитетов
охраны природы и отраслевых служб защиты атмосферы.
Отраслевой экологический паспорт области составляется на основе инвентаризации всех источников выбросов в атмосферу
загрязняющих веществ
от подведомственных
действующих,
строящихся и проектируемых объектов (предприятий). В соответствии с законом об охране атмосферного воздуха [4]
и ГОСТ
17.2.3.02-78 [2] и СНиП 1.02.01-85 [11],
проектная документация по вновь строящимся и реконструируемым объектам должна содержать раздел «Охрана атмосферного воздуха от загрязнений», в котором разработаны охранные
мероприятия и сроки их внедрения на объекте, обеспечивающие соблюдение предельно допустимых (ПДВ) или временно согласованных (ВСВ) выбросов по каждому загрязняющему веществу от каждого источника. ПДВ (ВСВ) от источников определяется на основе соблюдения санитарных норм в
расчете ожидаемого загрязнения приземного слоя атмосферы жилых районов по каждому вредному ингредиенту и нормируемому эффекту суммации воздействия при
наиболее неблагоприятных метеорологических
условиях с учетом перспективного фонового загрязнения воздуха, создаваемого соседними промышленными предприятиями и транспортом. Фоновое загрязнение атмосферы систематически определяется
на контрольных пунктах Госкомгидромета СССР и
Минздрава СССР, расположенных в различных районах города. Данные о фоновом загрязнении, так же как и характеристики
физико-географических (рельеф), климатических (расчетные температуры воздуха и скорости ветра со
среднегодовой повторяемостью, коэффициенты стратификации атмосферы в районе) и метеорологических (продолжительность и повторяемость туманов, инверсий
различной мощности в разные периоды года и
суток, штилей и др.) условий в регионе (городе, области) при выполнении
проектной документации
по защите атмосферы, запрашиваются в региональных отделениях Госкомгидромета СССР и Госкомприроды СССР (Облкомприроды).
Инвентаризация
(учет) источников выбросов в атмосферу загрязняющих веществ есть сбор данных по технологическим (производительность установки, ее КПД, коэффициент загрузки и
время действия), физическим (объемы, температуры, скорости), геометрическим (высота, диаметр, длина) характеристикам выхода в атмосферу газовоздушных смесей, виду, расходу и условиям сжигания топлива, типу и эффективности систем пылегазоочистки и подавления
выбросов, качественным и количественным характеристикам загрязняющих веществ, поступавших в атмосферу от действующих
объектов (предприятий), с учетом их полного
развития.
Спецификой отрасли коммунального хозяйства
является наличие многочисленных старых действующих и мелких отопительных
котельных, выбрасывающих в атмосферу значительные количества загрязняющих веществ с продуктами сжигания различных видов топлива, с плохой организацией процесса сжигания, при отсутствии
систем пылегазоочистки дымовых газов.
Развитие систем теплоснабжения регионов предусматривает последовательное укрупнение и реконструкцию мелких котельных в квартальные или перевод регионов на центральное теплоснабжение.
В настоящее время в городах и поселках на территории РСФСР работает более 1500 отопительных коммунальных (~
50 % мелкие до 3 Гкал/ч)
котельных. К 2005 г. ожидается уменьшение их количества только по Московской обл. ~ на 2000 за счет ликвидации мелких, строительство
- ~ 100
крупных (Q
≥ 20 Гкал/ч).
Поскольку экологическая ситуация практически всех регионов требует немедленной организации контроля за выбросами загрязняющих веществ и улучшением состояния атмосферы, одной из первых задач
отрасли является инвентаризация источников выбросов действующих отопительных коммунальных котельных с целью
осуществления контроля за последующей разработкой для них проектов ПДВ (ВСВ) и поэтапного внедрения
предусмотренных в них охранных мероприятий.
Вопросы организации защиты атмосферы от выбросов
коммунальных котельных в равной степени относятся и к другим предприятиям отрасли, в частности, к старым
действующим АБЗ и к имеющим тенденцию увеличения МСЗ
и МПЗ.
Для АБЗ, МСЗ и МПЗ характерна малоизученность качественных и количественных выбросов в атмосферу загрязняющих веществ и мер
по борьбе с ними. Поэтому учет всех источников
выбросов для последующего уточнения их количественных и качественных
характеристик и охранных мероприятий по мере
изучения является также необходимым условием организации экологического
надзора.
Порядок проведения инвентаризации разработан на основе пособия по составлению раздела
«Охрана окружающей природной среды» к СНиП 1.02.01-85 [11].
В ходе проведения инвентаризации источников выбросов
предприятия
(объекта) следует:
1. Сделать ситуационный план (карту-схему)
района (города), указать расположение источников выбросов предприятия (объекта) по отношению к жилым массивам и другим предприятиям (рис. 1). Привести краткую характеристику предприятия по административному положению, перечню основных производств (цехов) на существующее положение и полное развитие с указанием сроков реконструкции и строительства. По данным заполнить форму 1
табл. 1.
Заполнение формы не обязательно при
инвентаризации источников выбросов котельных.
Таблица 1
Форма 1
Характеристика предприятия (объекта)
по основным видам продукции
|
Производство, цех
|
Производимая продукция
|
Мощность производства по основным видам продукции (годовая)
|
Примечание
|
|
Существующее положение
|
Проектируемая очередь
|
Полное развитие
|
|
|
|
|
|
|
2. Запросить в региональном отделении Госкомгидромета СССР и привести в
работе данные по рельефу площадки (наличие перепадов высот относительно отметки
жилых кварталов) и поправочному коэффициенту на рельеф; по средней температуре
наружного воздуха самого жаркого и самого холодного (для котельных) месяца года; по среднегодовой повторяемости направлений ветра для восьми
основных румбов, штилей и господствующих ветров; по средней
скорости ветра по всем направлениям, а также наибольшей, превышение которой в
году для данного района составляет 5 %; по
значению коэффициента температурной стратификации атмосферы
района А; по метеорологическим особенностям района, в том числе повторяемости и
продолжительности туманов в различные периоды года, приподнятых и приземных
температурных инверсий, их мощности и повторяемости, высоты нижней границы, совпадение инверсионных явлений и штилей, а также по
другим местным особенностям; по фоновому загрязнению атмосферы
и расположению контрольных пунктов отбора проб.
Данные п. 2 необязательны на этапе инвентаризации источников
выбросов (нужны для проектов ПДВ и при оценке зоны влияния).
3. Дать характеристику источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе
следует указать
перечень производств и объектов предприятия
как источников загрязнения атмосферы; перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу (комбинации с суммирующим действием загрязняющих веществ, классы опасности, нормативы предельно допустимых концентраций в атмосфере жилых районов (ПДК) загрязняющих веществ для сведения представлены в табл. 2).
Заполнить
форму 2 (2а) табл. 1 исходных данных по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. При заполнении гр. 19 - 22 формы 2 рекомендуется количество выбросов загрязняющих веществ определять на
основе данных натурных измерений концентраций
загрязняющих веществ в выбрасываемом в
атмосферу объеме газовоздушной смеси. Если данных измерений нет, допускается определять
расчетное количество выбросов в соответствии с согласованными в
Госкомприроде СССР и утвержденными отраслевыми методиками [6 - 8].
При наличии систем пылегазоочистки у
оборудования следует заполнить форму 3
(см. табл. 1):
характеристику систем пылегазоочистки и количество выбросов определить
до и после внедрения охранных мероприятий с учетом реально достигнутых и обоснованных значений эффективности очистки или подавления выбросов.
Рис. 1. Ситуационный план расположения котельной в районе
города:
1 - 6 - источник выбросов; 7 - ближайший жилой массив;
8 - завод, фабрика, транспортное предприятие; 9 - район
города
4. Заполнить форму 4 (см.
табл. 1) по валовым (суммарным) выбросам каждого
загрязняющего вещества от всех видов
источников выбросов по объекту (предприятию) в целом и от
отдельных производств.
Определить и занести в форму 4 удельные выбросы загрязняющих веществ (на 1 т продукции, на 1 т
сжигаемого топлива
или на 1 Гкал теплоты) для
возможности сопоставления их с передовыми
предприятиями, имеющими аналогичное
оборудование.
Форма 3
Характеристика систем пылегазоочистки
|
Номер
источника выбросов на карте-схеме
|
Производство
|
Цех,
оборудование
|
Газоочистная
установка (ГОУ)
|
Вещества, по которым
производится газоочистка
|
Коэффициент
обеспеченности газоочисткой К1, %
|
Проектная степень очистки
|
Уровень
апробации (промышленная, опытно-промышленная или стадия
разработки внедрения ГОУ)
|
Выделение
загрязняющих веществ без газоочистки
|
Выброс загрязняющих веществ с учетом газоочистки
|
Этапность внедрения
|
|
|
Пусковой комплекс
|
I очередь строительства
|
Полное
развитие
|
|
|
г/с
|
т/год
|
г/с
|
т/год
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Форма 4
Характеристика
валовых и удельных выбросов в
атмосферу загрязняющих веществ
|
Цех, производство
|
Продукция
|
Мощность производства,
т/год
|
Сернистый
ангидрид SO2
|
Пыль
|
Другие ингредиенты
|
|
Валовый выброс, тыс.
т/год (%)
|
Удельный выброс на единицу продукции
(УППВ)
|
Валовый выброс, тыс.
т/год (%)
|
Удельный выброс на единицу продукции
(УППВ)
|
Валовый выброс, тыс.
т/год (%)
|
Удельный выброс на единицу продукции
(УППВ)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Форма 5
Характеристика источника выброса с аварийными залповыми выбросами*
|
Источник
|
Высота
Н, м
|
Диаметр
Д, м
|
Температура Т, °С
|
Объем V, м3/с
|
Время
выброса
|
Количество видов загрязняющих веществ** М, г/с
|
Примечание
|
|
с/ч
|
с/сут
(раз в сутки)
|
максимальное
|
расчетное
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Таблица заполняется в случае
наличия аварийных выбросов, таких как открытие предохранительного клапана при повышении
давления, например, в объеме нагревателя битума АБЗ.
** Расчетный выброс отнесен 20-минутному времени замера концентраций Мрасч = Ммакс(τвыбр/1200) (при τвыбр ≥ 1200, Мрасч = Ммакс).
5. Представить сведения о возможных валовых и аварийных выбросах, их количественной характеристике (при наличии заполнить форму 5 табл. 1).
6. Представить сведения о наличии разработанной и
согласованной
с санитарными органами проектной документации по определению предельно допустимых (ПДВ) или временно согласованных (ВСВ) выбросов по каждому объекту (предприятию) или
группе объектов (например, коммунальным котельным района).
Настоящие указания разработаны для осуществления инвентаризации источников выбросов отопительных коммунальных котельных, асфальтобетонных заводов (АБЗ), мусоросжигательных (МСЗ) и мусороперерабатывающих (МПЗ) заводов коммунального хозяйства.
В разделе представлены перечень, составленный на
основе технологических схем производства, и характеристика источников выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от технологических агрегатов (производств и отделений) указанных предприятий. В
соответствии с текстом выполнены примеры
заполнения форм по инвентаризации источников выбросов реальных объектов: АБЗ [13], МСЗ, МПЗ [8],
представленные в прил. 1. Раздел составлен
на основе и в
дополнение к методикам [7, 8].
Пример
составления экологического паспорта источников
выбросов отопительных коммунальных котельных (раздел «Защита атмосферы»), выполненный для района Московской обл.,
представлен в прил. 2.
Классификация и характеристика источников выбросов
дана в соответствии с ГОСТ
17.2.1.01-76 (01.01.82) [3], ГОСТ
17.2.3.02-78 [4] и ОНД-86
[10].
Источниками
выброса в атмосферу загрязняющих веществ от отопительных
котельных являются трубы за котельными
агрегатами. Отходящие газы содержат продукты сгорания
топлива: окись и двуокись углерода (СО, СО2), окислы азота (NO2); при
наличии в топливе соединений серы - сернистый ангидрид (SO2). В случае использования твердого топлива в отходящих газах содержатся также твердые частицы - пыль,
зола, сажа; при сжигании сернистого и
высокосернистого мазута - пятиокись ванадия.
В условиях
неполного сгорания топлива возможно присутствие формальдегида, 3,4-бензпирена, органических кислот и др. [14].
Количество загрязняющих веществ зависит от вида топлива, топок и горелочных устройств, режима
сжигания топлива. Если для крупных котельных
установок совершенствование систем
пылеулавливания и подавления выбросов, а также строительство высоких труб,
позволяют в
значительной мере уменьшить остроту проблемы, то для малых отопительных котельных со слоевыми топками практически
единственным радикальным решением в настоящее время
является перевод их на природный газ. При отсутствии
систем пылеулавливания твердое топливо (уголь)
поставляет в атмосферу в 100 - 200 раз больше
твердых частиц, чем жидкое топливо.
При сжигании жидкого топлива выделяется сажа, более токсичная, чем пыль, оказывающая влияние на прозрачность атмосферы. При сжигании газа
пыли нет.
Количество выделяющихся при сжигании топлива загрязняющих веществ определяется по
методике [6]. Оценку возможных выбросов канцерогенных веществ (формальдегида, 3,4-бензпирена и др.) в условиях неполного сгорания топлива можно проводить по табл. 3, 4 или по данным [14].
Дымовые
трубы от котлов и котельных установок является организованными, точечными, высокими (Н
≥ 50 м) или средней высоты (Н = 20 - 50 м), горячими источниками постоянного
выброса.
При наличии
системы пылеочистки дымовых газов дополнительный источник выброса: неорганизованный,
точечный, наземный периодического действия - при разгрузке пылеуловителей.
Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ от АБЗ поступают от отделения инертных материалов и минерального порошка, битумного хозяйства, смесительного отделения и
отделения выдачи готовой продукции.
Источниками выброса в
атмосферу пыли от отделения инертных материалов являются патрубки аспирационных систем ленточных конвейеров транспортировки песка и щебня, ворота и окна приемников железнодорожного и автомобильного
транспорта, складского помещения песка и щебня, от отделения минерального порошка - места разгрузки
автоцементовозов или железнодорожных цистерн,
утечек и потерь транспортируемого материала в системе пневмотранспорта минерального порошка и складском хозяйстве.
По битумному отделению источниками выброса загрязняющих веществ являются приемные
резервуары битума, железнодорожные цистерны при сливе битума, обогреваемые цистерны, свечи нагревателей битума и дымовые трубы битумных котлов
или реакторных установок при производстве
битума.
Основным загрязняющим веществом, поступающим
в атмосферу, являются углеводороды (С1 - С10). От битумного котла в атмосферу
выбрасываются продукты сжигания топлива
(аналог - дымовые газы котлов).
Источниками выброса
от смесительного отделения и выдачи готовой продукции являются дымовые трубы сушильных барабанов, патрубки аспирационных систем на линиях транспортировки материалов и, собственно, асфальтосмесители, а также оконные
бункера готовой продукции. Основными
загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу, являются
пыль, окись углерода, окислы азота,
углеводороды. Асфальтобетонные заводы обслуживаются,
как правило, большим количеством автомобильного и железнодорожного транспорта,
выбрасывающего на территории завода значительные
количества продуктов сгорания топлива.
К
организованным точечный высоким (Н ≥ 10 м)
источникам выброса на АБЗ относятся дымовые трубы и патрубки вентсистем (при Н ≥ 10 м), к линейным - фонари
галерей транспортировки и разгрузки, ворота и
окна, приемных отделений, к неорганизованным - автотранспорт и узлы выдачи готовой продукции в случае отсутствия укрытий
с отсосами.
Пылеочистка отходящих газов от
сушильных барабанов АБЗ применяется, как правило, трехступенчатая, сухая -
в циклонах, мокрая - в скрубберах и
пылеуловителях сливного типа. Шлакоотстойники для уловленной в очистной системе пыли с водой закрытые, осветленная вода от которых по замкнутому
циклу поступает
в мокрые пылеуловители; от асфальтосмесительных установок - двухступенчатая в циклонах
и ротоклонах,
от аспирационных систем при транспортировке инертных материалов - в циклонах; минерального порошка, транспортируемого пневмотранспортом - в рукавных фильтрах по замкнутому циклу с возвратом уловленной пыли на конвейер.
В связи с
непрерывностью технологического процесса
все источники выбросов
на АБЗ можно
считать источниками постоянного действия за исключением свечей нагревателей битума,
дающих аварийный выброс испарений битума при возрастании
давления выше допустимого. Пример определения расчетного выброса от свечи нагревателя битума дан в работе [13]. Пример заполнения
форм по характеристике источников выбросов
одного из АБЗ на территории РСФСР приведен в
табл. 1 (форма 2) прил. 1 по
данным [10], схема расположения источников выбросов - на рис. 2, характеристика валовых и удельных выбросов - в табл. 1 (форма 3),
прил. 1; характеристика, выбросов от
отделений и производств АБЗ - в табл. 1 (форма
4) прил. 1. Расчет количеств выбросов проведен по методике [7]. Характеристика систем пылегазоочистки за технологическим оборудованием АБЗ -
в табл. 2
прил. 1.
Технологическая схема мусоросжигательной установки представлена на рис. 2, системы пылегазоочистки за ней - на рис. 3
[8].
Рис. 2. Технологическая схема мусоросжигательного завода:
1 - разгрузочная площадка мусоровозов;
2 - площадка
для транспорта вывоза остатков; 3 - приемный бункер; 4 -
мостовой кран с грейферным ковшом; 5 - приемная
воронка котла с течкой; 6 - питатель; 7 - валковая
колосниковая решетка; 8 - парогенератор; 9 - система шлакозолоудаления; 10 - бункер шлака и золы; 11 - кран для погрузки шлакозолоотходов; 12 - помещения
баков охлаждающей воды и отстоя; 13 - электростатический фильтр; 14 -
турбогенератор; 15 - дымовая труба; 16 - воздушный конденсатор
Рис.
3. Схема установки распределительной абсорбции, разработанная специалистами энергосистемы «Дюссельдорф»:
I - газоход продуктов сгорания из котла с температурой 200 - 300 °С; II
- воздуховод сжатого воздуха; III - выброс
очищенных продуктов сгорания через дымовую трубу; 1 - бункер известковой суспензии; 2 - смесительный бак; 3 - реактор; 4 - конвейер; 5 - насос; 6 - регулирующий клапан; 7 - электрофильтр; 8 - бункер уловленной летучей золы
Источниками выброса
в атмосферу от МСЗ и МПЗ являются дымовые трубы мусоросжигательных
котлов МСК; по переработке твердых бытовых отходов - биотермические барабаны
МПЗ, где происходит процесс аэробного
биотермического компостирования.
Отходящие
газы при сжигании ТБО содержат летучую золу, окислы азота, углерода,
серы, фтористый и хлористый водород (исследования по
содержанию в них органических соединений, полиароматических углеводородов и полихлорированных бидинилов продолжаются).
Для улавливания твердых загрязняющих веществ МСЗ применяются электрофильтры (преимущественно сухие, горизонтальные трехпольные) газовых загрязняющих веществ - мокрая очистка (пока в СССР ведутся исследования по вопросам качественных характеристик газообразных веществ, возможной эффективности их очистки, а также шлама) и «сухая» с разбрызгиванием в специальной камере известкового молока, адсорбирующего
продукта
реакции извести
с компонентами дымовых газов на стенки камеры и удаления кристаллов в специальном сборнике (см.
рис. 3). Подробнее об этих системах пылегазоочистки,
а также зарубежном
опыте смотри в указаниях [8].
От
загрузочных окон биотермических барабанов МПЗ в атмосферу поступает пыль (органического и минерального происхождения), окись углерода, толуол, ксилол, углеводороды нефти, бензол, ацетон и др. Состав отходящих газов и содержащихся загрязняющих веществ
зависит от состава ТБО, сезона года, активности биотермического процесса и других факторов, которые в настоящее время не могут быть полностью учтены в
расчетах. Поэтому количественные и качественные показатели выделяющихся загрязняющих веществ определяются и
уточняются по
мере проведения
научных исследований и накопления данных
натурных измерений. Ориентировочное определение выбросов загрязняющих веществ от МПЗ можно проводить на основе имеющихся данных замеров [8], представленных в табл. 3 прил. 1. Пример
заполнения форм по инвентаризации источников выбросов от МСЗ и МПЗ представлен в табл. 4 и 5 прил. 1.
Из-за присутствия в атмосфере пыли, дыма, сажи, SO2, NO2 уменьшается прозрачность атмосферы, ухудшается видимость, что
приводит к изменению качества и количества атмосферных осадков. Образование кислотных туманов и выпадение
кислотных дождей связано с окислением в атмосфере SO2 и превращением в нитраты NO2, желто-красная окраска воздушной среды свидетельствует о присутствии
в ней больших количеств сильно токсичных газов NO2.
К крупномасштабным проблемам загрязнения атмосферы относится изменение климата (увеличение температуры планеты) под действием увеличивающейся концентрации СО2, атмосферных аэрозолей.
Фторированные углеводороды, оксид азота
способствуют разрушению озонового слоя и т.д.
Около 60 % общего количества пыли поступает в атмосферу от сжигания угля [14]. Азот
топлива вносит более 50 % вклада в образование NOХ, сера - более 75 % общего вклада в образование SO2. При
сжигании топлива в атмосферу поступают также такие загрязняющие вещества, как СО2, СО, формальдегиды,
канцерогенные вещества и др. Около 20 % общего потребления ископаемого топлива приходится на
отопительные коммунальные котельные.
Перечисленные
загрязняющие вещества, а также другие органические соединения поступают в атмосферу от АБЗ, МСЗ,
МПЗ.
В разделе представлена характеристика загрязняющих веществ, выбрасываемых в
атмосферу с продуктами сжигания топлива от котельных, от сушильных барабанов и нагревателей битума
АБЗ, от сжигания и переработки ТБО в МСЗ и МПЗ и других агрегатов и производств жилищно-коммунального хозяйства, а также данные измерений состава дымовых газов реальных объектов и др.
Нормативные максимально-разовые и среднесуточные
предельно допустимые концентрации рассматриваемых
загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы
- воздухе жилого района, установленные по влиянию их вредного
воздействия на человеческий организм, а также данные по эффекту суммарного воздействия некоторых веществ на человека
представлены в табл. 2.
В СССР нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до 1980 г. регламентировалось только на основании установленных
значений ПДК данного вещества в атмосферном
воздухе на высоте 1,5 м от поверхности земли, т.е. на уровне органов дыхания
человека.
Таблица 2
|
Загрязняющее вещество
|
Химическая формула
|
Класс опасности
|
ПДК в атмосферном воздухе жилых районов
|
Эффект суммации
|
Наличие в дымовых газах предприятий котельных при
топливе
|
|
максимально-разовая
|
среднесуточная
|
Газ
|
Мазут
|
Уголь
|
АБЗ
|
МСЗ
|
МПЗ
|
|
Пыль
|
-
|
3
|
0,5
|
0,15
|
СО + пыль цементного производства
|
-
|
-
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Зола
|
-
|
3
|
0,5
|
0,15
|
-
|
-
|
-
|
+
|
+
|
+
|
-
|
|
Сажа
|
С
|
3
|
0,15
|
0,05
|
-
|
+
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
|
Пятиокись ванадия (аэрозоль)
|
V2O5
|
1
|
-
|
0,002
|
V2O5 + SO2
|
-
|
+
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Окись
углерода
|
СО
|
4
|
5
|
3
|
СО + пыль цементного производства
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Двуокись углерода
|
СО2
|
3
|
0,15
|
0,5
|
-
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Окислы азота (в пересчете на NO2)
|
NO2
|
2
|
0,085
|
0,004
|
NO2
+ SO2 + СО
в присутствии фенола
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
-
|
|
Сернистый ангидрид
|
SO2
|
3
|
0,5
|
0,05
|
-
|
-
|
+
|
+
|
+
|
+
|
-
|
|
Хлористый
водород
|
HCl
|
2
|
0,2
|
0,2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
-
|
|
Фтористый
водород
|
HF
|
2
|
0,062
|
|
HF + SO2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
-
|
|
Ацетон
|
C3H6O
|
4
|
0,35
|
0,35
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
|
Бензол
|
C6H6
|
2
|
1,5
|
0,1
|
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
|
Толуол
|
C7H8
|
3
|
0,6
|
0,6
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
|
Ксилол
|
|
3
|
0,2
|
0,2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
|
Углеводороды*
|
CmHn
|
3
|
3
|
-
|
-
|
-
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
|
Формальдегид* (в пересчете на CH2O)
|
HCNO
|
2
|
0,035
|
0,012
|
CO + NO2 + CH2O в присутствии гексана
|
+
|
+
|
+
|
-
|
-
|
Следы
|
|
Бензпирен* 3,4
|
C20H12
|
1
|
-
|
0,000001
0,1 мкг/100 м3
|
-
|
-
|
+
|
+
|
-
|
-
|
"
|
|
Органические
кислоты*
|
CH3COOH
|
1
|
-
|
0,000001
|
=
|
-
|
+
|
+
|
-
|
-
|
"
|
|
** Данные исследования реальных объектов по измерению концентрации загрязняющих веществ в
продуктах неполного сгорания [14].
|
При этом санитарными нормами регламентировался
эффект суммирования загрязняющих веществ, в том числе окислов азота и серы.
Согласно известной зависимости,
С 1980 г. в СССР введены дополнительные нормы ПДВ, регламентирующие концентрации загрязняющих веществ в дымовой трубе котлов электростанций Минэнерго СССР [14],
предназначенные
для использования только при определении технической возможности новых агрегатов.
ПДВ* NO2 при сжигании
различных видов топлив, г/м3
(α = 1,4, производительность котлов Q < 420 т/ч): природный газ - 0,32 - 0,3; мазут - 0,34 - 0,3; бурые угли - 0,49 - 0,4; каменные угли и А - 0,6
- 0,5; каменные угли
(NP > 0,5 кг/ГДж) - 0,79 - 0,65.
*
Разработаны ВТИ им. Ф.Э.
Дзержинского и ЦКГИ им. И.И. Ползунова в 1981 г.
На втором заседании рабочей группы по оксидам азота ЕЭК ООН в июле 1986 г. в Женеве рекомендовано принимать предельную
норму выброса
при пылеугольном сжигании угля в котлах менее 300 МВт - 0,8 г/м3 при АР
= 6 %.
Для котлов со слоевым сжиганием - 0,4 г/м3 (новых) и 0,6 г/м3 (работающих).
При сжигании жидких топлив для малых топок рекомендуются ПДВ - 0,4 г/м3 (на мазуте), при природном газе - 0,3 г/м3.
Однако
представленные значения ПДВ действительны только при
ориентировочных оценках, например, вновь
создаваемых котлов. Для действующих и проектируемых отопительных котельных ПДВ должен определяться полным
расчетом ожидаемого загрязнения приземного
слоя воздуха в жилом районе [2, 4, 11].
Отопительные коммунальные котельные - не только один из
самых крупных потребителей топлива, но и использующий наиболее грязные виды
топлив.
При отсутствии средств пылеулавливания в отопительных
котельных малой производительности со слоевыми топками, выброс твердых частиц в
атмосферу при сжигании угля соизмерим с выбросами их на ТЭЦ после пылеочистного
оборудования [14].
Результаты исследования состава дымовых газов отопительных
котлов паропроизводительностью 0,5
10 т/ч, работавших при α = 1,2-1,3, показывают
наличие твердых частиц при сжигании газа и мазута 0,056-0,23 и 1-3,5 г/м3
соответственно, что объясняется, по-видимому, наличием значительного количества
недогоревших в зонах горения коксосажевых частиц [12].
При горении угля образуются частицы, состоящие в основном,
из углеводорода, диоксида кремния, оксида алюминия, оксида железа, серы и
органических веществ. Газообразные выбросы содержат диоксиды серы, азота,
углерода, оксид углерода, углеводороды, оксиды железа. Удельные выбросы
основных загрязняющих веществ от сжигания угля в отопительных котлах (кг/т)
представлены в табл. 3
Пыль может выдуваться при разгрузке и погрузке угля при
открытых угольных складах вследствие ветровой эрозии, при удалении и складировании
летучей и топочной золы.
Таблица 3
|
Вид подачи
топлива
|
Пыль,
зола
|
СО
|
Углеводороды
|
Оксиды
азота
|
Альдегиды
|
О2
|
|
Битуминозный уголь
|
|
Топка с шурующей планкой*
|
5,9 Т***
|
0,91
|
0,454
|
6,8
|
0,0026
|
17 S***
|
|
Топки с нижней подачей**
|
0,9 Т
|
4,54
|
1,37
|
2,72
|
0,0026
|
17 S
|
|
Ручные топки**
|
9,1
|
44,9
|
9,07
|
1,37
|
0,0026
|
17 S
|
|
Антрацит
|
|
Распыленный**
|
7,7 Т
|
0,454
|
Следы
|
8,165
|
Нет данных
|
17 S
|
|
Конвейерная решетка**
|
0,45 Т
|
0,454
|
”
|
4,54
|
То же
|
17 S
|
|
Ручные топки**
|
4,54
|
40,8
|
1,13
|
1,37
|
”
|
17 S
|
|
Лигнит
|
|
Распыленный**
|
3,2Т
|
0,454
|
0,45
|
6,35 или 3,6 (для топок с
тангенциальной подачей ГВС)
|
Нет данных
|
13,6 С**
|
|
Топки:**
|
|
|
|
|
|
|
|
циклонные
|
2,7 Т
|
0,454
|
0,45
|
7,7
|
То же
|
13,6 С
|
|
с шурующей планкой
|
3,2 Т
|
0,91
|
0,454
|
2,7
|
То же
|
13,6 С
|
|
другие
|
1,36 Т
|
0,91
|
0,454
|
2,7
|
То же
|
13,6 С
|
____________
*
Теплопроизводительность котла 2,6-26 Гкал/ч.
**
Теплопроизводительностъ котла 2,6 Гкал/ч.
***
Т, S, С - процент содержания золы, углерода и серы в топливе.
Из наиболее крупных и трудно поддающихся очистке
загрязнителей атмосферного воздуха являются оксиды серы. Вредное воздействие SО2 на природу
резко увеличивается при наличии в атмосфере диоксида азота NО2 и повышении влажности.
В коммунальных малых котельных сжигается также жидкое
топливо - мазут - отогнанная топливная нефть 1, 2 сорта [5]. Удельный выброс аэрозолей и газообразных
загрязняющих веществ при сжигании топливной нефти в котельных
производительностью 0,12-3,75 Гкал/ч приведен ниже.
|
Загрязняющее вещество
|
Удельный выброс нефти,
кг/т
|
|
|
Остаточной
|
Перегонной
|
|
Аэрозоли
|
По сорту нефти и содержанию
серы
|
0,1 - 0,125
|
|
SО2
|
15,7 S
|
14,2 S
|
|
SО3
|
0,2 S
|
0,2 S
|
|
СО
|
0,5
|
0,5
|
|
Углеводороды (в пересчете на СН4)
|
0,1
|
0,1
|
|
Оксиду азота (в пересчете на NО2)
|
6
|
1,8 - 2,2
|
В настоящее время нет реальных решений по сероочистке
газов, отходящих от отопительных котлов малой мощности. Поэтому целесообразно
сокращение потребления и уменьшение времени применения серосодержащего топлива
вплоть до полного запрета при выбросе газов через трубы небольшой высоты (Н =
10-25 м) [14].
Главным компонентом газового топлива - природного газа
является метан с переменной примесью этана и небольшим количеством азота, гелия
и диоксида углерода. Отходящие газы при его сжигании содержат компоненты
загрязняющих веществ те же, что и другие виды топлива, только в меньших
количествах. Концентрации загрязняющих веществ в дымовых газах отопительных
котельных [5] представлены ниже.
|
Загрязняющее вещество
|
Концентрация
загрязняющего вещества г/м3
|
|
Аэрозоли
|
0,08 - 0,24
|
|
SО2
|
0,01
|
|
СО
|
0,32
|
|
Углеводороды (в пересчете на СН4)
|
0,13
|
|
NО2
|
1,3 - 1,9
|
С уменьшением мощности котла содержание NО2 в продуктах сгорания
возрастает, что объясняется большим коэффициентом избытка воздуха, более
интенсивным охлаждением зоны горения. Уровень токсичности 1 м3
продуктов сгорания (сумма отношений С/ПДК) малометражного котла не ниже, чем от
котла ТЭЦ (NОХ
220;мг/м3, NОХ
60 кг/м3), N0Х
500 мг/м3, NО2
15 мг/м3; тем более при близком расположении
низких дымовых труб от окон соседних зданий.
Данные измерений концентраций загрязняющих веществ в
дымовых газах отечественных отопительных котлов, проведенные в период 1976-1980
гг. [14], представлены в табл. 4.
Таблица 4
|
Загрязняющее вещество
|
Вид топлива, г/м3
|
|
Каменный уголь
Sp = 1,7 %
|
Мазут
Sp = 2,3 %
|
Природный газ
|
|
Оксиды серы (в перерасчете
на S02)
|
3
(6000)
|
4
(8000)
|
0
|
|
Оксиды азота (в перерасчете
на N02)
|
0,06 – 1
(2900 - 12000)
|
0,07 – 0,35
(2900 - 4100)
|
0 – 0,1
(2300 - 3500)
|
|
Зола-пыль
|
(1200 - 2000)
|
(140 – 700)
|
(0 - 140)
|
|
Оксид углерода (СО)
|
0,02 – 0,3
(4 - 60)
|
0,05 – 0,5
(10 - 100)
|
0,01 – 0,1
(2 - 20)
|
|
Альдегиды (в пересчете на
СН20)
|
-
|
0,007 – 0,07
(200 - 2000)
|
0,004 – 0,04
(114 - 1140)
|
|
3,4-бензпирен (C20H12)
|
(10 - 50) 10-8
(100 – 500)
|
(20 - 30) 10-8
(20 - 300)
|
(0 - 2) 10-8
(0 - 20)
|
Кроме
оксидов азота, сернистого ангидрида и твердых частиц продукты сгорания топлива
могут содержать оксид углерода, альдегиды, органические кислоты, канцерогенные
вещества. Пределы изменений концентрации загрязняющих веществ в отходящих газах
источников выбросов предприятий коммунального хозяйства представлены в табл. 5.
Формальдегид обнаруживается редко, как правило, при интенсивном охлаждении
фронта горения в малых отопительных котлах. В продуктах сгорания твердых топлив
3,4-бензпирен присутствует, как правило, при слоевом сжигании твердого топлива
[14]; при сжигании природного газа с 
=1,02-1,05 концентрация 3,4-бензпирена мала. Выбросы 3,4-бензпирена следует оценивать
только при использовании в котлах угля и
мазута.
