Стационарные источники выбросов

Парниковые газы

Выбросы в атмосферу Земли, которые влияют на энергетический баланс Земли и тем самым вызывают так называемый парниковый эффект, известны как парниковые газы.

Наиболее известные парниковые газы, а именно диоксид углерода (CO), метан и закись азота, естественным образом встречаются в атмосфере только в низких концентрациях. Однако из-за различных антропогенных источников доля этих парниковых газов, присутствующих в атмосфере, значительно увеличилась с начала прошлого века.

Самые известные парниковые газы:

CO: углекислый газ — водорастворимый газ, который естественным образом встречается в воздухе. Деревья и растения превращают CO в энергию и кислород. Люди также вызывают выбросы CO, например, при сжигании нефти, угля и природного газа. В атмосфере газ препятствует выходу излучения Земли в космос.

Метан (CH4) примерно в 25 раз более вреден для климата, чем CO. В то время как его среднее время жизни в атмосфере намного меньше и составляет около 12,4 лет, метан оказывает очень сильное согревающее воздействие за короткий период времени. Более 63 процентов выбросов метана происходит в сельском хозяйстве, при обработке почвы и внесении удобрений, а также в животноводстве. В атмосфере CH4 в конечном итоге превращается в диоксид углерода в результате различных реакций.

F-газы: многие фторированные парниковые газы остаются в атмосфере в течение очень долгого времени. Они не встречаются в природе, но производятся для конкретного использования, например, в качестве пропеллентов в аэрозольных баллончиках, в качестве охлаждающих и огнегасящих агентов, а также в изоляционных материалах.

Оксиды азота

Массовым видом выбросов предприятий по переработке УВС являются оксиды азота. Диоксид азота и его фотохимические производные оказывают воздействие не только на органы дыхания, но и на органы зрения. При малых дозах характерны аллергии и раздражения, при больших — бронхиты и трахеиты. Начиная с 0,15 мг/м3, при длительных воздействиях наблюдается увеличение частоты нарушений дыхательных функций и заболеваний бронхитом.

Диоксид азота является токсичным, а на солнечном свету конвертирует в оксид с выделением озона, участвующего в образовании фотохимического смога. Одновременные выбросы оксидов азота и серы обусловливают выпадение кислотных дождей. Ежегодно в промышленно развитых странах в воздушный бассейн выбрасывается до 50 млн. т. оксидов азота, что превышает их естественный фон в воздухе населенных пунктов.

Основными источниками выбросов оксидов азота являются: технологические печи (72,6%), газомоторные компрессоры (14%), факельные стояки (5,4%).

Образование NOх связано с окислением азота воздуха и азотсодержащих компонентов самого топлива (M). В настоящее время существуют три основных механизма образования NO.

Образование «воздушного» NO происходит за фронтом пламени в зоне высоких температур по цепному механизму, кинетика которого описывается уравнениями:

В общем виде реакция образования NO представлена уравнением:

О2+ N2+2NO— 180 кДж/моль. (5)

Определяющей в образовании NО считается реакция (2), скорость которой зависит от концентрации атомарного кислорода, в свою очередь зависящей от максимальной температуры в зоне горения.

Образование NО из топлива происходит в два этапа:

газификация капель мазута с выделением азотсодержащих органических соединений в виде паров и газов;
реакции окисления паров и газов с образованием NО.

Изучено влияние азотсодержащих добавок к метану, на основании чего предложен механизм образования NО по схеме:

Эти реакции обладают рядом особенностей, из которых наиболее существенны следующие:

скорость образования NO из азота топлива больше, чем из воздуха;
образование топливного оксида азота происходит в основном в начальной зоне факела;
конверсия азота топлива в NO увеличивается с повышением коэффициента избытка воздуха, а кислород является определяющим фактором в образовании топливного оксида азота.

Термин «быстрый» NO появился в последнее время из-за мгновенного образования в пламени большого количества оксида азота. В общем смысле «быстрым» NO называется оксид азота, образующийся в пламени по механизму, отличному от схем образования «воздушного» и «топливного» NO через промежуточные продукты сгорания группы CN по реакциям:

Данные реакции протекают с большой скоростью даже при температурах, когда образование «воздушного» NO практически не происходит. Реакции (8) и (9) характеризуются относительно слабой зависимостью от температуры.

Таким образом, изучение и анализ условий образования «воздушных», «топливных» и «быстрых» оксидов азота и механизмов их образования позволяет наметить методы их подавления непосредственно в топках трубчатых печей.

Точечные источники загрязнения: выброс химикатов

Заводские трубы, выбрасывающей дым и испарения в воздух, или промышленные трубопроводы, сливающие загрязненную жидкость в реку, являются известными примерами точечных выбросов в окружающую среду. Часто такие сбросы включают в себя один или несколько токсичных химикатов, например:

Продукты сгорания. В результате сжигания любого вида топлива образуются токсичные побочные продукты сгорания, такие как окись углерода и двуокись серы, наряду с загрязнением твердыми частицами, что связано с широким спектром последствий для здоровья человека. Фабрики, как правило, используют оборудование по борьбе с загрязнением для удаления многих из этих токсичных составляющих до того, как они попадают в атмосферу, однако некоторое количество токсичных материалов все же попадает в воздух.

Растворители. Промышленные предприятия используют многие виды растворителей для растворения сырья и очистки оборудования и установок. Многие из растворителей обладают высокой летучестью, что означает, что они легко испаряются и смешиваются с атмосферой. Некоторые из растворителей также достаточно токсичны. Загрязненный воздух обычно обрабатывается на крупных промышленных предприятиях до его высвобождения через вентиляционные отверстия. Однако некоторые из токсичных растворителей попадают в атмосферу.

Химикаты для технологических процессов. Как и растворители, материалы, используемые в промышленных процессах в качестве сырья, катализаторов и технологических средств, также выходят наружу, обычно в небольших количествах со сточными водами. Примерами общих точечных источников на предприятии является оборудование для вентиляции и трубы для сброса воды.

Определение источников выбросов загрязняющих веществ

Чтобы иметь представления об источниках выбросов ЗВ у предприятия — берем схему расположения источников выбросов ЗВ и их описание в томе ПДВ. Далее проходим каждый источник «ножками», «глазками». Что смотрим:

по цеху все ли источники выбросов учтены в томе ПДВ (или инвентаризации) — не стесняемся привлекать технологов (механиков) и т.д. для консультаций. Не забывайте про крышу — часть источников выбросов может быть выведена на крышу;

соответствуют ли визуально характеристики источника фактической действительности: организованный или неорганизованный, точечный или линейный (площадной), высота, диаметр, место расположения на карте.

Таким образом, вы ознакомитесь с источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

В томе ПДВ, а также в программе производственного экологического контроля должен быть план-график контроля выбросов на источниках загрязняющих веществ с установленной периодичностью проведения замеров по источникам и загрязняющим веществам. Так вот, периодичность замеров по источникам и загрязняющим веществам должна строго соблюдаться, иначе «светит» административная ответственность в виде штрафа.

Так же смотрим соблюдение план-графика в контрольных точках СЗЗ предприятия — он также должен соблюдаться.

Что делать если нет тома ПДВ (инвентаризации)? Однозначно заказывать инвентаризацию у проектировщиков. Не надо в данном случае пытаться сделать данную работу самостоятельно. Не получится.

Если ваше предприятие относится к ОНВОС 1 категории или 2 категории — должен быт расчет нормативов допустимых выбросов.

Если Ваше предприятие относится к ОНВОС 3 категории, то должен быть расчет нормативов допустимых выбросов для веществ 1,2 класса опасности.

Что делать если в ходе осмотра выявлены неучтенных источники выбросов загрязняющих веществ? Если вы уверенны в правильности своих выводов — однозначно переделывать инвентаризацию. Далее, по расчету нормативов допустимых выбросов смотрите выше.

Не забываем вести журнал учета источников и выбросов ЗВ на предприятии.

Если есть автотранспорт, то читаем здесь.

Если у вас используются аварийные и резервные источники питания, то читаем здесь.

Если ваше предприятие является арендодателем или арендатором, то будет интересно ознакомится с этой статьей.

Если у вас эксплуатируются циклоны (ГОУ), то смотрим здесь.

Если используются озоноразрушающие вещества, то смотрим здесь.

Выбросы предприятий в атмосферу

Самыми крупными «поставщиками» различных загрязнителей в воздушный бассейн являются металлургические и энергетические предприятия, химическое производство, стройиндустрия, машиностроение.

В процессе сжигания топлива различных видов энергетическими комплексами в атмосферу выделяются большие количества сернистого ангидрида, оксидов углерода и азота, сажи. Также в выбросах (в меньших количествах) присутствует ряд других веществ, в частности углеводороды.

Основные источники пылегазовых выбросов в металлургическом производстве – плавильные печи, разливочные установки, травильные отделения, агломерационные машины, дробильноразмольное оборудование, разгрузка-погрузка материалов и пр. Наибольшую долю среди общего количества веществ, поступающих в атмосферу, занимают окись углерода, пыль, ангидрид сернистый, оксид азота. В несколько меньших количествах выбрасываются марганец, мышьяк, свинец, фосфор, пары ртути и пр. Также в процессе сталеплавильного производства выбросы в атмосферу содержат парогазовые смеси. В их состав входит фенол, бензол, формальдегид, аммиак и ряд других опасных веществ.

Вредные выбросы в атмосферу от предприятий химической отрасли, несмотря на небольшие объемы, представляют особую опасность для природной среды и человека, поскольку характеризуются высокой токсичностью, концентрированностью и значительным разнообразием. Поступающие в воздух смеси в зависимости от вида выпускаемой продукции могут иметь в своем составе оксиды серы, летучие органические соединения, соединения фтора, нитрозные газы, твердые вещества, хлористые соединения, сероводород и пр.

При производстве стройматериалов и цемента выбросы в атмосферу содержат значительные количества различной пыли. Основными технологическими процессами, приводящими к их образованию, являются измельчение, обрабатывание шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов и пр. Вокруг заводов, производящих различные стройматериалы, могут образовываться зоны загрязнения радиусом до 2000 м. Они характеризуются высокой концентрацией в воздухе пыли, содержащей частицы гипса, цемента, кварца, а также ряда других загрязняющих веществ.

Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Источники выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу подразделяются на следующие типы:

стационарные источники выбросов — это источники постоянные, у которых можно установить координаты (трубы котельных, вентиляционные отверстия),
передвижные источники выбросов — транспортные средства, при работе двигателей которых выделяются в атмосферу ЗВ.
организованные источники выбросов — это стационарные источники выбросов, оборудованы устройствами, локализующими выброс ЗВ в атмосферный воздух (трубы котельных, вентиляционные отверстия, аэрационные фонари, дефлекторы). В томе ПДВ, инвентаризации номер организованного источника всегда начинается на «0».
неорганизованные источники выбросов — это стационарные источники выбросов, не оборудованные вышеназванными устройствами (иловые карты, отстойники, пруды -накопители, нефтеловушки, карьеры, неплотности оборудования, разгрузочные и земляные работы, работы, выполняемые на открытом воздухе — сварка, покраска, выезд и заезд автотранспорта). В томе ПДВ, инвентаризации номер неорганизованного источника начинается на цифру «6».

Существует также такое понятие, как источник выделения ЗВ — это оборудование или технологические процессы, в результаты эксплуатации и проведения которых происходит выделение ЗВ (отопительные котлы, сварочное оборудование и т.д.).

Таким образом, вы ознакомитесь с источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Так же смотрим соблюдение план-графика в контрольных точках СЗЗ предприятия — он также должен соблюдаться.

Не забываем вести журнал учета источников и выбросов ЗВ на предприятии.

Если есть автотранспорт, то читаем здесь.

Если у вас используются аварийные и резервные источники питания, то читаем здесь.

Если у вас эксплуатируются циклоны (ГОУ), то смотрим здесь.

Если используются озоноразрушающие вещества, то смотрим здесь.

Оксид углерода (II)

CO характерен для городов и образуется главным образом за счет выхлопных газов автотранспорта (75-97% от всех выбросов оксида углерода (II)). Он образуется также на промышленных предприятиях и относится к продуктам незавершенного горения топлива (наряду с техническим углеродом, углеводородами, включая канцерогенные) при недостатке окислителя (кислорода), неудовлетворительном смешении топлива с воздухом, несовершенстве конструкции горелочных устройств и пр.

Условия и механизм появления CO могут происходить, предположительно, по следующей схеме. Горение углеводородного газа, основу которого составляет метан, проходит стадии последовательных превращений: метан-формальдегид-оксид углерода (II)-оксид углерода (IV). При неблагоприятных условиях (недостаток кислорода, охлаждение зоны горения, качество предварительной подготовки газовоздушной смеси) цепная реакция может оборваться, и в продуктах горения будут содержаться CO и альдегиды.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха CO являются трубчатые печи технологических установок, выбросы которых составляют 50% от объема общих выбросов; реакторы установок каталитического крекинга (12%); выхлопы газовых компрессоров (11%); битумные установки (9%) и факелы (18%).

Институт экологии и леса

10. Что относится к стационарным источникам выбросов загрязняющих веществ?

Все источники, относящиеся к конкретной территории предприятия, являются стационарными источниками выброса вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух

В соответствии со Справочным пособием “Защита атмосферного воздуха от антропогенного загрязнения. Основные понятия, термины и определения, СПб, 2003 г.” стационарным источником выброса вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух является любой (точечный, площадной и т.д.) источник с организованным или неорганизованным выбросом вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, дислоцируемый или функционирующий постоянно или временно в границах участка территории (местности) объекта, предприятия, юридического или физического лица, принадлежащего ему или закрепленного за ним всоответствии с действующим законодательством

Стационарные источники выброса вредных (загрязняющих) веществ а атмосферный воздух подразделятся на два типа:источники с организованным выбросом

источники с неорганизованным выбросом.Наиболее часто употребляется краткая форма данных терминов: “организованный источник” и “неорганизованный источник”

Под организованным выбросом понимается выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы; под неорганизованным выбросом понимается выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности работы оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы вентиляционных систем, местных отсосов в местах загрузки, выгрузки или хранения сырья, топлива, полупродуктов, продуктов и т.д

К неорганизованным источникам относятся:

– неплотности технологического оборудования (пропуски технологических газов через уплотнения перекачивающего оборудования и запорно-регулирующую арматуру, расположенную вне вентилируемых помещений), в том числе работающего при избыточном давлении;

– факельные установки и амбары для сжигания некондиционного углеводородного сырья

открытое хранение топлива, сырья, материалов и отходов, в том числе пруды-отстойники и накопители, нефтеловушки, шламо- и хвостохранилища, золоотвалы, отвалы горных пород, открытые поверхности испарения и т.п

– взрывные работы

– погрузочно-разгрузочные работы, в том числе маршруты перемещения сыпучих материалов

– карьеры добычи полезных ископаемых, открытые участки их дробления и рассева на фракции;

– оборудование и технологические процессы, расположенные в производственных помещениях, не оснащенных вентиляционными установками, а также расположенные на открытом воздухе (например, передвижные сварочные посты, пилорамы и т.д.).

В рамках работ по учету, контролю и нормированию выбросов стационарных источников к неорганизованным источникам также относятся:

– транспортные средства, хранящиеся или эксплуатируемые на производственной территории (автотранспорт, тепловозы, дорожная и строительная техника, речные и морские суда в акватории порта и т.п.);

– резервуарные парки, сливо-наливные железно- и автодорожные эстакады и терминалы речных и морских портов

Выбросы парниковых газов

Как сжигание топлива, так и химические вещества, используемые в технологических процессах, могут быть источниками выбросов парниковых газов, которые являются химическими веществами, способствующими глобальному изменению климата, поскольку они улавливают тепло в атмосфере.

В результате сжигания образуется двуокись углерода, которая, как правило, выбрасывается через дымовую трубу в качестве точечного источника загрязнения. Свой вклад в парниковый эффект могут вносить и другие побочные продукты сгорания.

Свой вклад в изменение климата вносит также выброс в атмосферу некоторых химических веществ, образующихся в процессе сгорания. Метан является мощным парниковым газом. Другой материал, гексафторид серы, в тысячи раз мощнее чем двуокись углерода, но, к счастью, его использование довольно ограничено, и он не используется в очень больших количествах в современной промышленности.

Классификация источников выброса загрязняющих веществ.

Загрязнение атмосферы — изменение состава атмосферы в результате попадания в нее примесей.

Источники выбросов в атмосферу подразделяют на естественные, обусловленные природными процессами, и антропогенные (техногенные), являющиеся результатом деятельности человека.

К числу естественных источников загрязнения атмосферного воздуха относят пыльные бури, массивы зеленых насаждений в период цветения, степные и лесные пожары, извержения вулканов. Примеси, выделяемые естественными источниками:

1. пыль растительного, вулканического, космического происхождения, продукты эрозии почвы, частицы морской соли; туманы, дым и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; продукты растительного, животного, бактериального происхождения.

2. Естественные источники обычно бывают площадными (распределенными) и действуют сравнительно кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Антропогенные (техногенные) источники загрязнения атмосферного воздуха, представленные главным образом выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, отличаются многочисленностью и многообразием видов (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Источники загрязнения атмосферы:

1 — высокая дымовая труба; 2 — низкая дымовая труба; 3 — аэрационный фонарь цеха; 4 — испарения с поверхности бассейна; 5 — утечки через неплотности оборудования; 6 — пыление при разгрузке сыпучих материалов; 7 — выхлопная труба автомобиля; 8 — направление движения потоков воздуха.

Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными (источники 1—6), когда координата источника выброса не изменяется во времени, и передвижными (нестационарными)(источник 7 — автотранспорт).

Источники выбросов в атмосферу подразделяют на: точечные, линейные и площадные.

Каждый из них может быть затененный и незатененный*

Точечные источники (на рис. 4.3 — 1, 2, 5, 7) — это загрязнения, сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы, вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.

Линейные источники (3) имеют значительную протяженность. Это аэра- ционные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.

Площадные Источники (4, 6). Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам относятся места складирования производственных и бытовых отходов, автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.

Незатененные (1), или высокие, источники расположены в недеформиро- ванном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники, выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных поблизости зданий и других препятствий. Затененные источники (2—7) расположены в зоне подпора или аэродинамической тени здания или другого препятствия.

Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяют на организованные и неорганизованные.

Из организованного источника (1, 2, 7) загрязняющие вещества поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы. Неорганизованный источник выделения загрязняющих веществ (5, 6) образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих материалов и другие площадные источники.

Классификация стационарных источников

Очаги загрязнений окружающей среды,, которые нельзя переместить, подразделяются на организованные и неорганизованные. К первым относятся приспособления, имеющие выделенные каналы для попадания в воздух. Перечень стационарных источников в этом случае включает в себя трубы тепловых котельных, вентиляционные шахты, воздуховоды. Эти элементы можно оборудовать очистительными установками и уменьшить урон, наносимый окружающей среде.

В число неорганизованных источников входят трудно контролируемые очаги загрязнения атмосферного воздуха, которые не подвергаются фильтрации. Это насыпные площадки, карьеры, свалки бытовых отходов, территории открытого хранения топлива, участки с проведением взрывных работ.

К прочим стационарным очагам загрязнений относят:

Мойки автомобилей. При мытье машин, с них смывается множество вредных элементов. Те, в свою очередь, сливаясь в канализацию, участвуют в образовании ила. Ил редко подвергается обезвреживанию из-за недостатка финансов. Он выбрасывается необработанным, загрязняя не только воздух при испарении, но и водоемы.
Отдельные составляющие нефте- и газоперерабатывающих заводов. На них не только происходят выбросы во время производства, но также остаются вредоносные отходы. Последние в некоторых случаях бывают опаснее самих выбросов.

В зависимости от степени контроля со стороны надзорных органов, стационарные источники подразделяются на:

Регулируемые. Находятся под постоянным наблюдением экологических инстанций.
Нерегулируемые. В эту группу входят вредные производства,, которые невозможно контролировать (резкие выбросы веществ при авариях и прочих ЧС).

По способу поступления вредных веществ в атмосферу выделяют следующие виды источников:

Линейные. К ним относятся проемы окон, эстакадные проливы.
Площадные. Это поверхности, с которых испаряются вредоносные вещества (площади хранения материалов).
Точечные. Выбрасывают загрязнения в атмосферу из установленного отверстия: дымовых труб, вентиляционных шахт.

Линейные и точечные источники встречаются как в числе стационарных, так и среди передвижных очагов загрязнения.

Количество и внешний вид стационарных источников зависит от территории. Например, в сельской местности вредные выбросы происходят из-за особенностей работы ферм. Продукты жизнедеятельности скота выделяют в окружающую среду такие газы, как аммиак и сероводород. Мясоперерабатывающие заводы и пестициды – всё это также наносит удар по состоянию атмосферного воздуха.

Контроль выбросов

На предприятиях регулярно проводится инвентаризация вредоносных источников и осуществляется подсчет выбросов. Он определяется на основании следующих показателей:

масса выбрасываемых веществ (грамм в секунду);
масса их накоплений (количество тонн в год).

Территория распространения выбросов не может находиться вблизи жилых районов. Для проверки специалисты-экологи берут пробы воздуха на экспертизу, проверяют изменение технических характеристик пылеулавливающих устройств (скорость потока воздуха, эффективность улавливания вредных элементов). Но основе этих данных оценивают плодотворность фильтрации и уровень загрязнения.

Вредное производство подлежит налогообложению. Если выбросы превышают допустимые нормы, налог увеличивается до 15 раз или предприятие закрывается.