МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ   
по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности
строительных материалов

     
     
     УТВЕРЖДЕНО Минстройматериалов СССР 16 мая 1985 г.
     
     

1. Перечень основных источников неорганизованных выбросов и выделяющихся вредных веществ на предприятиях отрасли

     
     Неорганизованными выбросами являются выбросы в виде ненаправленных потоков, возникающие за счет негерметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы средств пылеподавления в местах загрузки, выгрузки или хранения пылящего продукта.
     
     Основными вредными веществами, поступающими от неорганизованных стационарных источников загрязнения окружающей среды в промышленности строительных материалов являются пылевыбросы и газообразные компоненты (, ,  и др.), выделяющиеся при работе карьерного транспорта, буровых и взрывных работах.
     
     Расчет объема неорганизованных выбросов необходим для учета допустимых валовых выбросов предприятий, расположенных в зонах промышленного загрязнения атмосферы.
     
     В промышленности строительных материалов источниками неорганизованных выбросов являются узлы пересыпки материалов, перевалочные работы на складе, хранилища пылящих материалов, узлы загрузки продукции в неспециализированный транспорт навалом, хвостохранилища, карьерный транспорт и механизмы, дороги с покрытиями и без покрытия, погрузочно-разгрузочные работы, бурение шурфов и скважин, взрывные работы.
     
     Пыль, образующаяся при бурении, пилении камня, транспортировке, погрузочно-разгрузочных, взрывных и других работах, характеризуется широким диапазоном размера частиц - от 1-2 мм до долей микрона.
     
     В атмосферу обычно поступает пыль, размер частиц которой менее 10 мкм. Крупные частицы или сразу падают на почву, или оседают из воздуха через непродолжительное время. Вынос в атмосферу мельчайших минеральных частиц пыли в свободном состоянии в виде аэрозолей загрязняет воздушное пространство главным образом вблизи предприятий и на непродолжительное время, но наносит определенный ущерб народному хозяйству.
     
     Пыль, оседая на землю, поверхность водоемов, зданий, сооружений, выступает в основной своей роли - источника загрязнения почвы и водоемов, что предопределяет накопление вредных веществ до и выше предельных концентраций.
     
     

2. Организация работ по контролю промышленных выбросов в атмосферу

     
     На крупных предприятиях стройматериалов рекомендуется организовывать службу пылеулавливания (подразделения по охране природы) или возложить ответственность за эти работы на санитарно-промышленные лаборатории. План организации контроля разрабатывается предприятием на основании требований местных органов санитарного надзора, УГКС и Госинспекции по охране атмосферного воздуха и согласовывается с ними.
     
     Выполнение природоохранных мероприятий контролируется главным инженером предприятия.
     
     Определение химического состава и запыленности карьеров и производственной территории можно производить как путем отбора проб воздуха на рабочих местах в карьере с последующим анализом в лаборатории, так и с помощью переносных приборов, позволяющих определять содержание вредных примесей и пыли непосредственно на месте замера.
     
     Отбор проб необходимо производить в соответствии с инструкцией по определению загазованности и запыленности атмосферы карьеров. При отборе проб приемное устройство аппаратуры пылевого и газового контроля должно помещаться в зоне дыхания рабочих, т.е. примерно на высоте 1-1,7 м [7, 10].
     
     Запыленность воздуха определяется весовым методом путем протягивания определенного объема исследуемого воздуха через фильтр и взвешивания фильтра в лаборатории до и после отбора проб. Протягивание воздуха осуществляется или электрическим аспиратором, или аспиратором эжекторного типа. В качестве фильтров используются фильтры АФА-18 или АФА-10, изготовляемые из ткани ФПП. Минимальная навеска пыли должна быть не менее 1-2 мг.
     
     Основные недостатки весового метода определения запыленности воздуха: длительность отбора пробы и невозможность определения концентрации пыли на рабочем месте.
     
     Почти все методы и приборы, применяемые для контроля запыленности и загазованности атмосферы карьеров и производственных территорий, не позволяют получить оперативную информацию [10, 11]. Оперативный комплексный контроль вредных примесей в атмосфере карьеров и производственных территорий следует осуществлять с помощью передвижной лаборатории, оснащенной новейшими приборами экспрессного пылевого и газового контроля.
     
     Замеры параметров и состава выбросов от источников неорганизованных выбросов следует проводить один раз в квартал.
     
     

3. Склады, хвостохранилища

     
     Общий объем выбросов для них можно охарактеризовать следующим уравнением:
          

 г/с,                      (1)

     
где:

     - выбросы при переработке (ссыпка, перевалка, перемещение) материала, г/с;
     
      - выбросы при статическом хранении материала, г/с;
     
      - весовая доля пылевой фракции в материале. Определяется путем отмывки и просева средней пробы с выделением фракции пыли размером 0-200 мкм;
     
      - доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль;
     
      - коэффициент, учитывающий местные метеоусловия и принимаемый в соответствии с табл.2;
     
      - коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий, условия пылеобразования. Берется по данным табл.3;
     
      - коэффициент, учитывающий влажность материала и принимаемый в соответствии с данными табл.4;
     
      - коэффициент, учитывающий профиль поверхности складируемого материала и определяемый как соотношение . Значение  колеблется в пределах 1,3-1,6 в зависимости от крупности материала и степени заполнения;
     
      - коэффициент, учитывающий крупность материала и принимаемый в соответствии с табл.5;
     
      - фактическая поверхность материала с учетом рельефа его сечения (учитывается только площадь, на которой производятся погрузочно-разгрузочные работы), м;
     
      - поверхность пыления в плане, м;
     
      - унос пыли с одного квадратного метра фактической поверхности в условиях, когда =1, =1. Принимается в соответствии с данными табл.6;
     
      - суммарное количество перерабатываемого материала, т/ч;
     
      - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки и принимаемый в соответствии с табл.7.
     
     

Таблица 1

Значения коэффициентов ,  для определения выбросов пыли

_____________
     * Брать по тому материалу, из которого делают щебенку.
     
     

_______________
     * (а-д) - коэффициенты, учитывающие местные условия при статическом хранении.
     
     ** при переводе неорганизованных источников узла пересыпки в организованные считать выброс пыли в атмосферу до 30% от нормативного показателя ее при аспирации узла.
     
     

______________
     * для песка на складах при влажности 3% и более выбросы не считать.
     
     

     
     
     Склады и хвостохранилища рассматриваются как равномерно распределенные источники пылевыделений.
     
     Проверка фактического дисперсного состава пыли и уточнение значения  производится отбором проб запыленного воздуха на границах пылящего объекта (склада, хвостохранилища) при скорости ветра 2 м/с, дующего в направлении точки отбора пробы.
     
     Пример 1. Оценить объем неорганизованных выбросов от объединенного склада цементного завода при поступлении в него 100 т/ч сырья и 78 т/ч клинкера.
     
     Характеристика объекта сведена в табл.П.1.1 (приложение 1).
     
     

4. Пересыпка пылящих материалов

     
     Интенсивными неорганизованными источниками пылеобразования являются пересыпки материала, погрузка материала в открытые вагоны, полувагоны, загрузка материала грейфером в бункер, разгрузка самосвалов в бункер, ссыпка материала открытой струей в склад и др. Объемы пылевыделений от всех этих источников могут быть рассчитаны по формуле (2).     
     

   г/с,                                (2)

     
где ,, , , ,  - коэффициенты, аналогичные коэффициентам в формуле (1);

      - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки и принимаемый по данным табл.7;
     
      - производительность узла пересыпки, т/ч.
     
     Пример 2. Рассчитать объем пылевыделений при разгрузке самосвалов в бункер щековой дробилки. Расчетные параметры приведены в табл.П.1.2 (приложение 1).
     
     4.1. Пересыпка угля. При пересыпках, погрузке и разгрузке угля на технологическом комплексе поверхности угольных шахт удельный выброс пыли определяется по формуле:     
     

,   г/с,                                                                     (3)

где:

      - количество угля, прошедшего через точку пересыпки (погрузки, разгрузки), т/ч;
     
      - добыча угля в шахте, т/ч;
     
      - удельное пылевыделение, кг/т, определяемое следующим образом:
          

,   кг/т,                                                             (4)

где:

     , ,  - эмпирические параметры, значения которых для углей разных марок представлены в табл.8;
     
      - влажность угля, %.
     

Таблица 8

Значения параметров , ,  для определения удельного пылевыделения ()

     
     
     Удельное пылеобразование при пересыпках, погрузке, разгрузке рядового угля или смеси нескольких стандартных классов рассчитывается по формуле:     
     

 ,   кг/т,                                                                 (5)

где:

      - удельное пылевыделение i-го стандартного класса крупности угля, кг/т;
     
      - доля i-го класса крупности в смеси угля, %.
     
     4.2. Сдувы пыли. При постоянной интенсивности источника пылевыделения уровень местного загрязнения атмосферы является функцией скорости воздуха в месте расположения источника, направления воздушного потока, степени его турбулентности, расстояния от очага пылевыделения до места отбора пробы воздуха [10].
     
     С возрастанием скорости воздушного потока до наступления равновесия преобладает процесс рассеивания выделяемой источником пыли, и ее концентрация в воздухе снижается. При дальнейшем возрастании скорости потока начинает преобладать процесс сдувания пыли, и запыленность воздуха увеличивается.
     
     Процесс сдувания пыли весьма сложен, его интенсивность зависит от целого ряда факторов: дисперсного состава пыли и формы пылинок, ее минералогического и химического состава, удельного веса, физико-химических свойств, величины сил адгезии, скорости воздушного потока, уровня его запыленности и т.д.
     
     Основным из этих факторов является скорость воздушного потока, так как сдувание пыли происходит лишь в том случае, когда действие аэродинамических сил на пылинку превышает действие всех остальных сил.
     
     На рис.1 представлена зависимость интенсивности сдувания от скорости ветра для пыли огарков, мергеля, цемента и клинкера. Наибольшая сдуваемость и наименьшая критическая скорость характерны для пыли угля и графита, а наименьшая сдуваемость и наибольшая критическая скорость - для пыли клинкера. Относительно высокая сдуваемость угля и графита может быть объяснена ее меньшим объемным весом и гидрофобностью.
     

Рис.1. Зависимость удельной сдуваемой пыли от скорости воздушного потока для различных пылей:

1 - уголь, графит; 2 - гипс, мел, песчаник, известь, известняк (мелкий); 3 - глинистые материалы, керамзит, перлит; 4 - цемент, огарки; 5 - щебень, песок, шлак; 6 - клинкер, кварц, гранит.

     
     
     При построении графической зависимости была использована средняя многолетняя повторяемость ветра по градациям скоростей для г. Новороссийска.
     
     Сдувы определяются как выбросы при статическом хранении материала:

,   г/с.                                  (6)

5. Карьеры

     
     Карьеры можно рассматривать как единые источники равномерно распределенных по площади выбросов от автотранспортных, выемочно-погрузочных, буровых и взрывных работ.
     
     5.1. Выбросы пыли при автотранспортных работах. Движение автотранспорта в карьерах обусловливает выделение пыли, а также газов от двигателей внутреннего сгорания. Пыль выделяется в результате взаимодействия колес с полотном дороги и сдува ее с поверхности материала, нагруженного в кузов машины.
     
     Общее количество пыли, выделяемое автотранспортом в пределах карьера, можно охарактеризовать следующим уравнением:
          

,   г/с,            (7)

где:

      - коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность единицы автотранспорта и принимаемый в соответствии с табл.9.

     Средняя грузоподъемность определяется как частное от деления суммарной грузоподъемности всех действующих в карьере машин на их число  при условии, что максимальная и минимальная грузоподъемности отличаются не более, чем в 2 раза;
     
      - коэффициент, учитывающий среднюю скорость передвижения транспорта в карьере и принимаемый в соответствии с табл.10.
     
     

     
     
     Средняя скорость транспортирования определяется по формуле:     
     

 ,    км/ч;

     
      - коэффициент, учитывающий состояние дорог и принимаемый в соответствии с табл.11;
     
      - коэффициент, учитывающий профиль поверхности материала на платформе и определяемый как соотношение , где  - фактическая поверхность материала на платформе. Значение  колеблется в пределах 1,3-1,6 в зависимости от крупности материала и степени заполнения платформы;
     
      - средняя площадь платформы;
     
      - коэффициент, учитывающий скорость обдува материала, которая определяется как геометрическая сумма скорости ветра и обратного вектора средней скорости движения транспорта. Значение коэффициента  приведено в табл.12;
     
      - коэффициент, учитывающий влажность поверхностного слоя материала, равный  в уравнении (1) и принимаемый в соответствии с табл.4;
     
      - число ходок (туда и обратно) всего транспорта в час;
     
      - средняя протяженность одной ходки в пределах карьера, км;
     
      - пылевыделение в атмосферу на 1 км пробега при =1, =1, =1, принимается равным 1450 г;
     
      - пылевыделение с единицы фактической поверхности материала на платформе, г/мс;  (табл.6);
     
      - число автомашин, работающих в карьере;
     
      - коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу, и равный 0,01.
     
     

     
     
     5.2. Выбросы токсичных газов при работе карьерных машин.
     
     Расход топлива в кг/час на одну л.с. мощности составляет ориентировочно (точные данные необходимо брать по техническим характеристикам) для карбюраторных двигателей - 0,4 кг/л.с.ч, для дизельных двигателей - 0,25 кг/л.с.ч. Количество выхлопных газов при работе карьерных машин составляет 15-20 кг на 1 кг израсходованного топлива.
     
     Приближенный расчет количества токсичных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, можно производить, используя коэффициенты эмиссии [16], приведенные в табл.13.
     
     

Таблица 13

Выбросы вредных веществ при сгорании топлива

     
     
     Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, определяют путем умножения величины расхода топлива в тоннах на соответствующие коэффициенты. Данные по расходу топлива для некоторых автомашин приведены в табл.14.
     
     

Таблица 14

Расход топлива различными транспортными средствами

     
     
     5.3. Выбросы при выемочно-погрузочных работах. При работе экскаваторов пыль выделяется, главным образом, при погрузке материала в автосамосвалы. Объем пылевыделения можно описать уравнением:
     
     

 ,   г/с,                                               (8)

где:

      - доля пылевой фракции в породе. Определяется путем промывки и просева средней пробы с выделением фракции пыли размером 0-200 мкм ();
     
      - доля переходящей в аэрозоль летучей пыли с размером частиц 0-50 мкм по отношению ко всей пыли в материале (предполагается, что не вся летучая пыль переходит в аэрозоль). Уточнение значения  производится отбором запыленного воздуха на границах пылящего объекта при скорости ветра 2 м/с, дующего в направлении точки отбора пробы ( из табл.1);
     
      - коэффициент, учитывающий скорость ветра в зоне работы экскаватора. Берется в соответствии с табл.2 ();
     
      - коэффициент, учитывающий влажность материала и принимаемый в соответствии с табл.4 ();
     
      - количество перерабатываемой экскаватором породы, т/ч;
     
      - коэффициент, учитывающий крупность материала и принимаемый в соответствии с табл.5 ();
     
      - коэффициент, учитывающий местные условия и принимаемый в соответствии с табл.3 ();
     
      - коэффициент, учитывающий высоту пересыпки и принимаемый в соответствии с табл.7.
     
     5.4. Выбросы при буровых работах. При расчете объема загрязнений атмосферы при бурении скважин и шпуров исходим из того, что практически все станки выпускаются промышленностью со средствами пылеочистки:     
     

 ,    г/с,                                                     (9)

где:

      - количество одновременно работающих буровых станков;
     
      - количество пыли, выделяемое при бурении одним станком, г/ч;
     
      - эффективность системы пылеочистки в долях.
     
     В случае, если в забое работают станки различных систем, расчетное уравнение принимает вид:     
     

 ,   г/с.           (10)

     
где:
     
      - количество одновременно работающих станков различных систем;
     
      - количество пыли, выделяемое из скважин перед пылеочисткой;
     
      - эффективность установленного пылеочистного оборудования (табл.15).
     
     

Таблица 15

Значение  для расчета объема пылевыбросов при бурении

     
     
Таблица 16

Интенсивность пылевыделения некоторых машин в карьерах [17

     
     5.5. Выбросы пыли при взрывных работах. Взрывные работы сопровождаются массовым выделением пыли. Большая мощность пылевыделения обусловливает кратковременное загрязнение атмосферы, в сотни раз превышающее ПДК. Для расчета единовременных выбросов пыли при взрывных работах можно воспользоваться уравнением (11):
     
     

 ,   г,                                                                (11)

     
где:

      - количество материала, поднимаемого в воздух при взрыве 1 кг ВВ (4-5 т/кг);
     
      - доля переходящей в аэрозоль летучей пыли с размером частиц 0-50 мкм по отношению к взорванной горной массе (в среднем =2·10);
     
      - коэффициент, учитывающий скорость ветра в зоне взрыва (), табл.2;
     
      - коэффициент, учитывающий влияние обводнения скважин и предварительного увлажнения забоя (табл.17);
     
      - величина заряда ВВ, кг.
     
     

Таблица 17

Значение коэффициента , учитывающего влияние обводнения скважин и предварительного увлажнения забоя

     
     
     Поскольку длительность эмиссии пыли при взрывных работах невелика (в пределах 10 мин.), то эти загрязнения следует принимать во внимание, в основном, при расчете залповых выбросов предприятия.
     
     Количество газовых примесей*, выделяющихся при взрывах, можно рассчитать, используя данные таблиц 18 и 19.
_______________
     * Удельный вес образующихся газовых примесей:
     
     =1,25 кг/нм;
     
     =2,05 кг/нм;
     
     =2,67 кг/нм.
     
     

Таблица 18

Выбросы вредных веществ для различных пород при использовании разных ВВ

     
     
Таблица 19

Выбросы вредных газов в зависимости от удельного расхода ВВ

     
     
     Пример 3. Рассчитать объем неорганизованных выбросов от карьера по данным, сведенным в табл.П.1.3. Приведен в приложении 1.
     
     

Заключение

     
     В результате выполнения этапа 03.06.Д1д задания 03 проблемы 0.85.04.ГКНТ "Создать и внедрить эффективные методы и средства контроля загрязнения окружающей среды" было разработано методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов.
     
     В пособии определены основные источники неорганизованных выбросов, приведены формулы расчета для разных типов источников (склады, узлы пересыпки, погрузочно-разгрузочные работы, карьерный транспорт и механизмы и т.д.); помещены коэффициенты, учитывающие долю пылевой фракции в материале, местные условия, степень защищенности узла от внешних воздействий, влажность, крупность материала, высоту пересыпки и др.
     
     Показаны примеры расчета выбросов от складов и хранилищ пылящих материалов, которые рассматриваются как равномерно распределенные источники пылевыделения; при пересыпке пылящих материалов; при автотранспортных, выемочно-погрузочных работах и т.д.
     
     

ЛИТЕРАТУРА

     
     1. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 425 с.
     
     2. Лейте В. Определение загрязнения воздуха в атмосфере и на рабочем месте. /Пер. с нем. - Л.: Химия, 1980. - 343 с.
     
     3. ГОСТ 17.2.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения. Промышленные выбросы. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1977. - 13 с.
     
     4. Гусев А.А., Товпенцева А.Г. Исследование загазованности атмосферы вблизи предприятий методом моделирования с применением меченых атомов. - Водоснабжение и санитарная техника. - 1972, N 8. - С. 30-33.
     
     5. Никитин B.C. Расчет концентраций при проектировании низких факельных выбросов промышленных предприятий. - Водоснабжение и санитарная техника. - 1978, N 8. - С. 23-26.
     
     6. Тишкин B.C. Расчет вентиляционных и технологических факельных выбросов. - Водоснабжение и санитарная техника. - 1979, N 3. - С. 12-14.
     
     7. Указания по расчету в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - М.: Стройиздат, 1975. - С. 7-9.
     
     8. Определение удельных выбросов вредных веществ на Велико-Анадольском огнеупорном и Красноармейском динасовом заводах. Отчет о НИР, инв. N 5921802. - Харьков, УкрНИИО. - 1980.
     
     9. Исследование неорганизованных выбросов, взрывобезопасности, санитарно-гигиенических условий труда и выдача исходных данных для проектирования опытно-промышленной установки термоподготовки и трубопроводной загрузки шихты. Отчет о НИР, N гос. регистр. 79034816. - Макеевка. - 1980.
     
     10. Никитин B.C., Левинский О.Б., Суслов Н.В. Обеспыливание атмосферы карьеров. - Ташкент, б/н, 1974. - С. 39-47.
     
     11. Исследования на моделях укрытий конвертеров ММК емкостью 400 тонн. Отчет о НИР, N гос. регистр. 80025743. - Харьков, ВНИПИ Черметэнергоочистка. - 1981.
     
     12. Улавливание и очистка неорганизованных выбросов в электросталеплавильном производстве за рубежом. - Обзор. Черметинформация. Серия "Защита воздушного и водного бассейнов от выбросов металлургических заводов". Вып.2. - М.: Металлургия. - 1982.
     
     13. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 448 с.
     

     14. Охрана окружающей среды. Справочник. /Сост. Л.П.Шариков. - Л.: Судостроение, 1978. - 558 с.
     
     15. Методика определения удельных выбросов вредных веществ в атмосферу на единицу продукции при подземной добыче угля и сланца. - Пермь, ВНИИОСуголь. - 1978.
     
     16. Ефимов Г.Н., Якубовский Ю.М. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. - М.: Транспорт, 1979. - 168 с.
     
     17. Никитин B.C. Методика определения интенсивности пылевыделения различных источников непрерывного действия в карьерах. - М.: Недра, 1964. - 27 с.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ

     
Таблица П. 1.1.

Сводная таблица расчетных параметров

     
     
     Подставляя данные табл.П. 1.1. в уравнение (1), определяем мощность выброса:

     
Таблица П.1.2.

Сводная таблица расчетных параметров

Таблица П.1.3.

Сводная таблица расчетных параметров

     
     
     Выбросы пыли от автотранспорта в карьерах:     
     

     
     Выбросы при выемочно-погрузочных работах:     
     

     
     Выбросы при буровых работах:

     
     Выбросы при взрывных работах:

     
     Суммарный выброс пыли из карьера:

     
     Залповый выброс пыли:
     

     
     
     
Текст документа сверен по:
/ Минстройматериалов СССР,
НПО "Союзстромэкология". - Новороссийск, 1989