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

- низшая теплота сгорания, кДж/кг;

Q_УН - доля золы, уносимой из котла, зависит от конструкции топки: для топок с твердым шлакоуловителем составляет 0,95 и 0,70-0,75 для открытых и полуоткрытых топок с жидким шлакоудалением.

Количество летучей золы, выбрасываемой в атмосферу с дымовыми газами от теплогенератора при сжигании твердого и жидкого топлива, рассчитывается из соотношения:

(6)

В - расход топлива (т/год, т/ч, г/с);

- зольность топлива, %;

- доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителе;

Q_УН - доля золы, уносимой из котла, зависит от конструкции топки: для топок с твердым шлакоуловителем составляет 0,95 и 0,70-0,75 для открытых и полуоткрытых топок с жидким шлакоудалением.

Количество твердых частиц несгоревшего топлива М_НТ, т/год, г/с, образующихся в топке в результате механического недожога топлива (несгоревшее топливо) и выбрасываемых в атмосферу в виде коксовых остатков (при сжигании твердого топлива) или в виде сажи (при сжигании мазута), определяют по формуле:

(7)

Исходные данные:

Расход топлива (угля) B=1,3 т/ч

Зольность топлива =10%;

Низшая теплота сгорания =26325 кДж/кг;

Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4=1,3%;

Доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителе з3=0,95

Доля золы, уносимой из котла Q_УН=0,95

Решение:

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

B = 1,3*10^6 /3600=361,1 г/с.

2) Рассчитаем суммарное количество твердых частиц по формуле 5:

г/с или же т/год

3) Рассчитаем количество летучей золы, выбрасываемой в атмосферу с дымовыми газами от теплогенератора при сжигании твердого топлива по формуле 6:

г/с или же т/год

4) Определим количество твердых частиц несгоревшего топлива МНТ по формуле 7: т/год

3.1.4 Расчет выбросов оксида углерода

Количество оксидов углерода (г/с, т/год), выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива, вычисляется по формуле:

) (8)

где С_СО - выход оксида углерода при сжигании топлива, кг/т, кг/тыс.м³;

q₄ - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %;

В - расход топлива (т/год, т/ч, г/с);

Выход оксида углерода определяется по формуле:

(9)

где R - коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием СО в продуктах сгорания; R принимает равным: для твердого топлива - 1,0; для газа - 0,5; для мазута - 0,65;

q₃ - потери тепла от недожога, %;

Q^P_H - низшая теплота сгорания, кДж/кг;

Исходные данные: B=1,3 т/ч;

q₃=0,5%;

R=1,0

q₄=0,5%

кДж/кг

Решение:

Определим выход оксида углерода по формуле 9:

= кг/т;

По формуле 8 определим массу оксида углерода:

г/с или же т/год.

Рассчитав массы выбросов загрязняющих веществ от основного производства и построив диаграмму на основе данных расчетов (рисунок 8), можно сделать вывод, что из приоритетных загрязняющих веществ на металлургическом предприятии ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в наибольших количествах выбрасываются оксид азота (4534,8 т/год), диоксид серы (286,66 т/год), пыль (59,98 т/год).

Рисунок 8. Результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ на предприятии ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

3.2 Расчет массы образующихся на ПАО «ММК» газообразных отходов от вспомогательного производства

Расчеты выполнены согласно методике расчетов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при некоторых технологических процессах в металлургическом производстве (приказ Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 18 апреля 2008 года).

3.2.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при некоторых технологических процессах коксохимического производства

Расчет выбросов вредных веществ, выделяющихся при загрузке шихты в камеры коксования и при выдаче кокса

Определение выбросов при загрузке шихты в печные камеры производят с учетом фактической эффективности (Кб) устройств для эвакуации газов загрузки в газосборники (пароинжекция).

Определение выбросов при выдаче готового кокса из печных камер производят с учетом фактической эффективности (Котс) устройств эвакуации газов выдачи на установку обеспыливания (УБВК).

Валовый выброс i-го вредного вещества при загрузке (выдаче) печей на одной коксовой батарее определяют как:

, т/год (10)

Где

k₁ - коэффициент, учитывающий состав шихты и коксового газа на данной батарее;

q_i - удельный выброс i-го вредного вещества, г/т кокса;

П - производство кокса на данной батарее, т/год;

K - коэффициент эффективности природоохранных мероприятий:

К = K_б при расчете выбросов загрузки или

К = K_отс при расчете выбросов выдачи;

Исходные данные:

k₁ =0,076;

П =200000 т/год;

К = K_б=0,4

K=K_отс=0,24

Удельные выбросы вредных веществ при загрузке печей представлены в таблице 9.

Таблица 9. Удельные выбросы вредных веществ при загрузке печей

Удельные выбросы вредных веществ при выдаче кокса из печей представлены в таблице 10.

Таблица 10. Удельные выбросы загрязняющих веществ при выдаче кокса из печей

Решение:

Рассчитаем удельный выброс вредного вещества при загрузке печей на одной коксовой батарее по формуле 10:

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год

Рассчитав массы выбросов загрязняющих веществ от вспомогательного производства и построив диаграмму на основе данных расчетов (рисунок 9), можно сделать вывод, что из приоритетных загрязняющих веществ, выделяющихся при загрузке шихты в камеры коксования на металлургическом предприятии ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в наибольших количествах выбрасываются пыль (1,55 т/год), двуокись азота (0,802 т/год), бензол (0,693 т/год), аммиак (0,492 т/год), углерода оксид (0,237 т/год), серы диоксид (0,146 т/год).

Рисунок 9. Результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ, выделяющихся при загрузке шихты в коксовую печь на предприятии ПАО "Магнитогорский металлургический комбинат"

2) Рассчитаем удельный выброс вредного вещества при при выдаче кокса по формуле 10:

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год

Рассчитав массы выбросов загрязняющих веществ от вспомогательного производства и построив диаграмму на основе данных расчетов (рисунок 10), можно сделать вывод, что из приоритетных загрязняющих веществ, выделяющихся при выдаче готового кокса из печей на металлургическом предприятии ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в наибольших количествах выбрасываются пыль (5,19 т/год), серы диоксид (0,231 т/год), углерода оксид (0, 115 т/год), аммиак (0, 092 т/год).

Рисунок 10. Результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ при выдаче готового кокса из печей на ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

3.2.2 Расчет выбросов вредных веществ, выделяющихся при тушении
кокса через башни тушения

Валовый выброс при мокром тушении кокса определятся по формуле:

, т/год (11)

Где

qi - удельный выброс загрязняющего вещества, г/т кокса;
П - производство кокса

Исходные данные:

П=200000 т/год;

После выгрузки из печи раскаленный кокс подвергается тушению (мокрое), которое сопровождается выбросами следующих загрязняющих веществ (таблица 11).

Таблица 11. Величины удельных выбросов вредных веществ при мокром тушении кокса

Решение: Рассчитаем выбросы вредных веществ, выделяющихся при тушении кокса через башни тушения по формуле 11:

т/год;

т/год;

т/год;

т/год;

т/год

Рассчитав массы выбросов загрязняющих веществ от вспомогательного производства и построив диаграмму на основе данных расчетов (рисунок 11), можно сделать вывод, что из приоритетных загрязняющих веществ, выделяющихся при тушении кокса через башни тушения на металлургическом предприятии ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в наибольших количествах выбрасываются пыль (10 т/год), аммиак (10 т/год), сероводород (1 т/год), цианистый водород (0,4 т/год), фенол (0,2 т/год).

Рисунок 11. Результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ при тушении кокса под тушильной башней

3.3 Расчет платы за загрязнение окружающей среды

Плату за негативное воздействие на окружающею среду исчисляют путем умножения величины платежной базы по каждому загрязняющему веществу, указанному в специальном перечне (утв. распоряжением Правительства РФ от 29 июня 2018 г. № 758), на соответствующие ставки Платы за НВОС с применением коэффициентов, установленных законодательством в области охраны окружающей среды, а также дополнительных коэффициентов. [9]

Плата предприятие за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и другие виды воздействия в общем случае определяется по формуле:

(12)

где П_доп - плата за загрязнение (воздействие) в границах предельно допустимых нормативов;

П_лим - платы за загрязнение (воздействия), превышающее границы предельно допустимых нормативов, но в пределах установленных лимитов;

П_{сверхлим} - плата за сверхлимитное загрязнение (воздействие).

Плата за загрязнение (воздействие) в границах предельно допустимых нормативов рассчитывается по формуле:

(13)

где ?? = 1,2,3…?? - загрязняющее вещество, выбрасываемое (сбрасываемое) в пределах допустимых нормативов;

- масса i-го загрязняющего вещества выбрасываемого (сбрасываемого) в пределах допустимого норматива, т;

- дифференцированная ставка платы за выброс (сброс) 1 тонны i-го за-грязняющего вещества в пределах допустимого норматива, руб./т;

Плата за загрязнение (воздействия), превышающее границы предельно допустимых нормативов, но в пределах установленных лимитов рассчитывается по формуле:

(14)

где ?? = 1,2,3…?? - загрязняющее вещество выбросом (сбросом) превышающим норматив, но в пределах установленного лимита;

- масса i-го загрязняющего вещества, превышающего норматив, но в пределах установленного лимита, т;

- дифференцированная ставка платы за выброс (сброс) 1 тонны i-го за-грязняющего вещества в пределах допустимого норматива, руб./т;

К_штраф - коэффициент штрафных санкций (равный 5).

Плата за сверхлимитное загрязнение (воздействие) рассчитывается по формуле:

(15)

где ?? = 1,2,3…?? - загрязняющее вещество c выбросом (сбросом) сверх установленного лимита;

- масса i-го сверхлимитного загрязняющего вещества, т;

- дифференцированная ставка платы за выброс (сброс) 1 тонны i-го за-грязняющего вещества в пределах допустимого норматива, руб./т;

К_штраф - коэффициент штрафных санкций (равный 25).

Дифференциальная ставка платы за выброс (сброс) загрязняющего веществ определяется по формуле:

(16)

где С_баз - базовый норматив платы за загрязнение в границах предельно допустимых нормативов;

- коэффициент экологической ситуации, учитывающий общую экологическую ситуацию и экологическую значимость атмосферы (состояние водного объекта) на территории экономического района Российской Федерации (по бассейнам морей и рек);

К_гор - дополнительный коэффициент, вводимый при расчетах платы за выброс загрязняющего вещества в атмосферный воздух городов (К_гор = 1,2).

Исходные данные представлены в таблице 12.

Для Челябинской области .

Ставки платы взяты из постановления Правительства РФ от 13.09.2016 N 913 (ред. от 29.06.2018) "О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах". [10]

Таблица 12. Исходные данные для расчета платы за негативное воздействие на атмосферу от деятельности предприятия ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

Решение

Дифференциальная ставка платы за выброс загрязняющего веществ определяется по формуле 16:

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

руб.

Плата за загрязнение (воздействие) в границах предельно допустимых нормативов рассчитывается по формуле 13: