Шевляков (Анализ уровня загрязнения атмосферы вредными выбросами Хабаровской ТЭЦ-1 и разработка воздухоохранных мероприятий), страница 8

На здоровье человека негативно влияют токсические выбросы промышленных предприятий в атмосферу. Эти токсические выбросы приводят ежегодно к смерти более 3 млн. человек в масштабах нашей планеты. В этих случаях причина летальных исходов была установлена официально. Почти половина заболеваний наших современников вызвана загрязнениями воздуха, воды и почвы. Загрязнения атмосферы вредными примесями приводят к возникновению врождённых патологий, нарушению правильного функционирования иммунной системы и возникновению злокачественных опухолей [16].

В последнее время во всём мире участились случаи заболевания ишемической болезнью сердца. При этом заболевании поражаются коронарные артерии, что приводит к нарушению снабжения кровью мышцы миокарда с дальнейшим появлением инфаркта или стенокардии. Даже непродолжительное вдыхание продуктов горения или выхлопных газов автомобильных двигателей способствует развитию сердечных заболеваний. На улицах городов постоянно возрастающее количество автотранспорта, и производимых им выхлопных газов неминуемо приводит к кислородному голоданию миокарда, вызывая хронические или остро протекающие заболевания сердечнососудистой системы.

Выбросы вредных веществ промышленных предприятий, применяющих в своих производственных циклах сжигание угля, увеличивают в воздухе концентрацию вредоносных микрочастиц. Попадая через дыхательные пути в кровеносную систему, они вызывают повышенную свёртываемость крови, что обеспечивает в дальнейшем образование тромбов. При этом также наблюдаются изменения в деятельности нервной системы организма, контролирующей уровень кровяного давления. И как итог - заболеваемость гипертонией среди населения, особенно городского, становится более обширной, поражая даже сравнительно молодых людей.

Самым опасным для здоровья живущих в промышленных городах людей является наличие густого смога. Смог представляет собой сочетание тумана с аэрозолями и едкими газами. Смог часто вызывает затруднение дыхания человека, вплоть до его полной остановки. Смог также может приводить к поражению слизистой оболочки, вызывая сильные приступы кашля и удушья, признаки бронхиальной астмы.

Загрязнение воздуха в промышленных городах значительно увеличивает вероятность появления врождённых патологий у детей. Оно также может быть основной причиной преждевременных родов и рождения недоношенных детей со слабой иммунной системой, страдающих впоследствии от различных болезней. А из-за повышенной концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе роды у женщин могут протекать очень тяжело, и иногда заканчиваются рождением мёртвого ребёнка. У выживших недоношенных детей могут наблюдаться многочисленные пороки развития, включая психические заболевания и заболевания нервной системы.[16].

При сжигании ископаемого топлива (промышленность, коммунальное хозяйство, транспорт) в воздух выбрасывается сернистый газ. Повышенные концентрации сернистого газа в атмосфере влияет на изменение кислотности почв, рек и озер, а также приводит к коррозии строительных материалов, в том числе объектов культурного наследия [16].

В результате химических реакций на солнечном свету из воздушных поллютантов, появляющихся при сжигании ископаемого топлива и промышленной деятельности человека, в атмосфере образуется озон. Как пиковые уровни концентрации озона, так и его повышенные фоновые концентрации в атмосфере негативно влияют на здоровье человека, на урожайность сельскохозяйственных культур, на рост деревьев и различных растений.

Ещё один из химических элементов, появляющийся при сжигании ископаемых видов топлива – это активный азот и его окислы. А в результате сельскохозяйственной деятельности в воздухе присутствует избыточное количество аммония. Азот является элементом питания растительного мира. Поэтому увеличение его выпадений в атмосферу воздействует на биологическое разнообразие естественной флоры. Кроме того, повышенные концентрации соединений азота увеличивают кислотность как почв так и воды [17].

8 Расчётное определение максимальных разовых и валовых выбросов загрязняющих веществ

Для произведения расчётов технические характеристики и параметры котла берем из таблицы 6.1. Характеристика топлива и продуктов сгорания, выбрасываемых из котлов, представлена в таблице 8.1.

Таблица 8.1

Характеристика топлива и продуктов сгорания, выбрасываемых из котлов

1) Расчёт выбросов твердых частиц (золы и сажи) с продуктами сгорания топлива

Выбросы твердых частиц (летучей золы и сажи) в атмосферный воздух с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени рассчитываются по формуле:

(8.1)

где В_т – расход топлива, г/с или т/год; А^р – зольность топлива, % (принимается по заданию); χ – коэффициент, характеризующий долю золы топлива в уносе (принимается по заданию); η – доля твёрдых частиц, улавливаемых в золоуловителе (значении принимается по техническим данным применяемых в котельной практике золоуловителей) [21].

2) Расчёт выбросов в атмосферу оксида серы с продуктами сгорания топлива

Выбросы оксидов серы в пересчете на диоксид серы SO₂ с дымовыми газами котла в единицу времени рассчитываются по формуле:

(8.2)

где S^p – содержание серы в топливе, % (принимается по заданию); – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива (для углей – 0,1; для мазута – 0,02); – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе (для сухих золоуловителей принимается равной нулю). Остальные данные принимаются по заданию.

3) Расчёт выбросов в атмосферу оксида углерода с продуктами сгорания топлива[18].

Выбросы угарного газа СО с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени рассчитываются по формуле:

(8.3)

где – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

– количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива, кг/ГДж, (принимается по табл. 1); – потери теплоты вследствие механической неполноты горения топлива, %[21].

4) Расчёт выбросов оксида углерода с продуктами с продуктами сгорания топлива

Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени, рассчитывается по формуле:

(8.4)

где – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж, принимается в зависимости от паропроизводительности котла и вида топлива, сжигаемого в топке котлоагрегата, принимаем равным 0,08; β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения специальных технических решений (принимается равным нулю ввиду отсутствия воздухоохранных мероприятий).

Полученные результаты представлены в таблице 8.2

Таблица 8.2

Итоговые результаты

9 Определение параметров выбросов загрязняющих веществ для расчёта норм ПДВ. Расчёт ПДВ для котлов по вредным веществам

В последние десятилетия экологи пришли к выводу, что соблюдение ПДК, установленных на основе санитарно­гигиенических соображений, еще не исключает вредоносного воздействия продуктов сгорания на окружающую среду и человека. Например, проблема негативного влияния кислотных дождей существует независимо от соблюдения норм ПДК по сернистому ангидриду и оксидам азота и связана с количеством указанных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Все это потребовало наряду с существующей системой ПДК разработки и внедрения в законодательном порядке норм ограничения абсолютных выбросов в атмосферу для всех промышленных предприятий, включая котельные [18]. Такие ограничения называются нормами предельно допустимых выбросов (ПДВ), позволяющие не только более эффективно бороться с ростом абсолютных выбросов, но и чётко выявлять ответственность каждого предприятия за загрязнение атмосферы. Благодаря введению в действие с ГОСТ 17.2.3.02­78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» проблема ограничения токсичных выбросов в атмосферу стала актуальной и для эксплуатационного персонала котельных установок предприятий железнодорожного транспорта. ПДВ является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для конкретного источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы в атмосферу вредных веществ от этого источника, а также выбросы от всей совокупности источников города (с учётом перспективы развития предприятий), при их рассеивании в атмосфере, не создадут приземных концентраций, превышающих установленные нормативы качества воздуха. В нашей стране и ряде зарубежных стран (США, Японии, Германии и др.) введены ограничения на выбросы в атмосферу вредных веществ с продуктами сгорания котельных агрегатов. Представляют интерес нормативы качества атмосферного воздуха в ряде зарубежных стран, учитывающие концентрации основных загрязнителей в атмосфере, которые приведены в таблице 9.1 [18].

Таблица 9.1

Стандарты качества атмосферного воздуха зарубежных стран

В России в законодательном порядке ограничен выброс оксида углерода, концентрация которого (в соответствии с ГОСТ 212042­83 «Горелки газовые промышленные») не должна превышать 0,05%. В США ограничен выброс трех загрязнителей: диоксида серы, золы и оксидов азота. Так, ПДВ диоксида серы колеблется для различных штатов от 0,04 до 1,2 кг/ГДж; для золы – 0,02­0,34 кг/ГДж; для оксидов азота – 0,1–0,3 кг/ГДж. В Японии введены ограничения выбросов SO₂ и SO₃ путем нормирования содержания серы в топливе, предельные величины которого составляют для различных районов 1­1,5%. В таблице 9.2 приведены нормы ПДВ по оксидам азота, действующие в настоящее время в Японии для новых котлов.

Таблица 9.2