Дипломная работа: Оценка современного состояния проблемы загрязнения окружающей среды металлургической промышленностью

Если из башни идёт густой белый пар, значит, внизу происходит тушение очередной партии кокса, иными словами, его орошение водой.

После тушения кокса «под холодным душем», состав выезжает наружу. Стенки вагонов открываются, и готовый кокс сыпется на рампу, а затем он поступает на ленту транспортёра.

Заключительный этап -- сортировка и погрузка кокса в вагоны. Частицы кокса сортируют и отправляют на склад, откуда топливо поступает на металлургическое производство.

Сегодня коксохимическое производство ММК -- самое мощное среди металлургических комбинатов страны. 9 батарей могут выпускать до 6 млн. тонн кокса в год. Всего же за 85 лет существования производства коксохимики Магнитки выпустили более 400 млн тонн кокса.

Далее, на примере коксохимического производства «Магнитогорского металлургического комбината» проведем анализ загрязнения окружающей среды.

2.3 Анализ загрязнения окружающей среды Магнитогорским металлургическим комбинатом

Загрязнение атмосферы. Приоритетным направлением в природоохранной деятельности ОАО «ММК» является защита атмосферного воздуха.

Как видно из таблицы 3 основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу в результате производственной деятельности ОАО «ММК», являются: твердые вещества (пыль), оксиды азота, диоксид серы, фенол, сероводород, аммиак, оксид углерода. Инициатив по снижению выбросов парниковых газов в 2008 году не осуществлялось. Выбросы озоноразрушающих веществ отсутствуют. [7]

Таблица 3. Масса выбросов основных загрязняющих веществ ПАО «ММК»

Как показано в таблице 4, наиболее значительное воздействие на атмосферный воздух оказывают выбросы от производственной деятельности коксохимического, агломерационного, доменного, ферросплавного и сталеплавильного производств.

Таблица 4. Прямые и косвенные выбросы парниковых газов ПАО «ММК» за 2007-2008 годы

Коксохимическое производство загрязняет атмосферу окислами углерода и серы. На 1 т перерабатываемого угля выделяется около 0,75 кг SO2 и по 0,03 кг различных углеводородов и аммиака. Ежегодное поступление в атмосферу сернистого газа оценивается специалистами-экологами в объеме 100-150 млн т. С его выбросами связано образование так называемых кислотных осадков, которые наносят большой вред растительному и животному миру, разрушают различные сооружения, памятники архитектуры.

Кроме газов, коксохимическое производство выделяет в атмосферу большое количество пыли. Имеются данные, что при производстве кокса на 1 т перерабатываемого угля выделяется около 3 кг угольной пыли. Также большое количество пыли выделяется при разгрузке и перегрузке угля, в среднем 0,005% от массы угля.

Загрязнение гидросферы. В таблице 5 показаны сбросы основных загрязняющих веществ ПАО «ММК» в водные объекты.

Таблица 5. Сбросы основных загрязняющих веществ ПАО ММК в водные объекты, т/год

На коксохимических заводах сточные воды образуются от химических цехов (фенольные стоки) и от процесса тушения кокса. Расход свежей воды на 1 т кокса составляет 1,2-1,6 м3 . В процессе очистки коксового газа от сероводорода мышьяково-содовым методом образуется 4-6 м3 /час стоков, в которых содержатся фенолы, аммиак, сероводород, цианиды, бензолы, смолы. [4]

В процессе производственной деятельности ОАО «ММК» осуществляет водозабор из следующих водных объектов: река Кизилка, река Янгелька, река Урал как показано в таблице 6.

ОАО «ММК» также осуществляет забор технической воды из оборотной части Магнитогорского водохранилища.

Таблица 6. Общее количество забираемой воды по источникам ПАО ММК за 2007-2008 годы, тыс. м^3/год

Качество воды р. Урал ниже Магнитогорского промышленного района остается на уровне качества воды 1 квартала прошедшего года. Азотный и кислородный режимы стабильные. Наблюдается снижение содержания азота аммонийного (с 0,6 мг/л до 0,4 мг/л).

Загрязнение литосферы. При осуществлении производственного процесса в ПАО «ММК» образуются промышленные отходы 1-5 классов опасности. В 2008 году на специализированных объектах размещались (хранение, захоронение) отходы 3, 4, 5 классов опасности. Отходы 1 и 2 классов опасности обезвреживались.

В структуре отходов ПАО «ММК» присутствует пустая порода. Пустая порода относится к отходам 5 класса опасности и образуется при вскрытии горных пород для добычи полезных ископаемых. Доля пустой породы составляет более 95% от общего количества размещаемых (хранение, захоронение) ПАО «ММК» отходов производства (таблица 7).

Таблица 7. Структура отходов производства ПАО ММК за 2007-2008 годы

Твердые отходы занимают полезные площади. Из-за ветров происходит постоянное пыление отвалов, что приводит к загрязнению воздушного бассейна. Осадки (дожди, снег) выщелачивают из отвалов элементы и соединения, что приводит к заражению почвы. Даже освобожденные из-под отвалов земли становятся непригодными для сельскохозяйственного использования, образуются так называемые «индустриальные пустыни».

Таким образом «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК) - градообразующие предприятие, один из крупнейших производителей, стали, чугуна в России является экологически опасным объектом и постоянно находится под пристальным вниманием экологов. Ежегодно в Челябинской области с учетом выбросов ММК попадает в атмосферу примерно 300 кг загрязняющих веществ на 1 человека. Также, загрязняя атмосферный воздух окислами углерода, серы, азота и большим количеством пыли, коксохимическое производство ММК оказывает наиболее значительное воздействие на атмосферный воздух. Однако, коксохимическое производство является не только загрязнителем атмосферного воздуха, но и в результате деятельности химических цехов (фенольные стоки) и процесса тушения кокса образуется большое количество сточных вод.

Единственным способом улучшения экологической обстановки города является дальнейшее техническое перевооружение предприятия со строительством эффективных очистных установок, внедрения малоотходных и "безотходных" технологий. Именно это и делается на комбинате в последнее время.

3. Эколого-экономические оценки воздействия загрязнения на окружающую среду

В данном разделе РГР рассчитаем массы выбросов от коксохимического производства, выполним расчет платы за негативное воздействие на атмосферу, проведем оценку категории опасности предприятия и скорректируем санитарно-защитную зону.

3.1 Расчет массы образующихся на ПАО «ММК» газообразных отходов от основного производства

В данном подразделе приведены характеристика и расчет выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от технологического оборудования предприятий черной металлургии согласно методике расчета выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий черной металлургии (Постановление Правительства Республики Казахстан от 01.01.01 года № 46. Астана, 2009 год. Методика расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе от выбросов предприятий. Приказ Министра ООС от 01.01.01 г. Справочник по удельным показателям выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для некоторых производств - основных источников загрязнения атмосферы).

3.1.1 Расчет выбросов коксохимического производства

Расчет выбросов оксидов азота

Образование оксидов азота происходит в процессе сжигания любого вида топлива. Количество их в продуктах сгорания зависит как от условий сжигания топлива, так и от содержания азота в соответствии его органической массы. [6]

Масса выбросов оксидов азота в пересчете на диоксид азота (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами печных установок за рассматриваемый период, вычисляется по формуле:

(1)

где m - содержание в дымовых газах NO₂;

Объем дымовых газов:

(2)

где V_O - Объем продуктов сгорания при нормальных условиях, м3/кг

V_O =5,86 + 5,44*(б - 1) (3)

B - расход топлива (т/год, т/ч, г/с);

Исходные данные:

Расход топлива (угля) B = 1,3 т/час;

Коэффициент избытка воздуха б = 1,23;

Содержание в дымовых газах NO₂ m = 126 мг;

Решение:

Переведем расход топлива из т/ч в г/с:

B = 1,3*10^6 /3600=361,1 г/с.

Рассчитаем объем (м3/кг) продуктов сгорания при нормальных условиях по формуле 3:

V_O =5,86 + 5,44*(1,23 - 1) = 7,11 м3/кг;

Рассчитаем объем (в м3/год) дымовых газов при нормальных условиях по формуле 2:

м3/год

Определим выброс диоксида азота по формуле 1 принимая, что в каждом кубическом метре дымовых газов содержится 126 мг NO2:

г/с или же M(NO2) = 4534,8 т/год.

3.1.2 Расчет выбросов диоксида серы

Расчет количества оксидов серы в пересчете на SO2 (т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при сжигании органического топлива в технологическом процессе в единицу времени выполняется по формуле:

(4)

где В - расход топлива (т/год, т/ч, г/с);

- содержание серы в топливе (масс,%);

- доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле (таблица 8)

Таблица 8. Ориентировочные значения при сжигании различных видов топлива

Исходные данные

Расход топлива B = 1,3 т/ч;

Содержание в угле равно 1,4 %.

Переведем расход топлива из т/ч в г/с:

B = 1,3*10^6 /3600=361,1 г/с.

Из таблицы 8 находим значение , которое равно 0,1

Рассчитаем массу SO2 (секундный выброс) по формуле 4:

г/с или же

т/год

3.1.3 Расчет массы выбросов твердых частиц (пыли)

Суммарное количество твердых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива), выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами, рассчитывается по формуле:

(5)

Где

В - расход топлива (т/год, т/ч, г/с);

- зольность топлива, %;

- потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %;

- доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителе;