Министерство
образования Российской Федерации
Томский
политехнический университет
ЭКОНОМИКА И
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Контрольная работа
Выполнил
Кочан И.Н.
Проверил
Алексеев Н.А.
Новосибирск 2006 г
Определить массовый выброс загрязняющих веществ от
источников производственного цеха, включающего сварочный, окрасочный и
механический участки.
Для каждого участка проанализировать режим его работы,
нагрузку оборудования, обосновать выбор максимального расхода материалов.
Исходные данные сварочного участка
|
Тип электродов
|
Режим работы, час/день
|
Расход электродов, кг/год
|
|
МР-3
УОНИ-13/55
|
3
3
|
300
450
|
|
Тип электрода
|
Твёрдые
|
Газообразные
|
|
FeO
|
MnO
|
SiO2
|
фторид
|
HF
|
NO2
|
CO
|
|
МР-3
УОНИ-13/55
|
9,04
14,9
|
1,56
1,09
|
-
1
|
-
-
|
0,4
0,93
|
-
2,7
|
-
13,3
|
- годовой выброс Сi = В*qi*10-6,
т/год;
- расход материалов Вср
= ∑В/Т, кг/год;
- максимальный выброс Мi = Вmax*qi/3600,
г/сек.
Рассчитаем годовой выброс
МР-3 (FeO; MnO; HF).
- qi FeO = 9,04 г/кг
- В = 300 кг/год
Сi = 300*9,04*10-6 = 2712*10-6 т/год
Т = 3*250 = 750 ч/году
Воб = ∑В
Вср =
∑В/Т
- qi HF = 0,4 г/кг
В = 300 кг/год
Сi
= 300*0,4*10-6 = 120*10-6 т/год
Вср = 300+450/750 = 1
Вmax = 1
- qi MnO = 1,56 г/кг
В = 300 кг/год
Сii
= 1,56*300*10-6 = 468*10-6 т/год
Рассчитаем годовой выброс сварочного участка (УОНИ 13/55 – FeO,
MnO,
SiO2,
HF, NO2, СО).
УОНИ-13/55 = 450 кг/год
- qi FeO = 14,9 г/кг
В = 450 кг/год
Сi = 14,9*450*10-6 = 6705*10-6
т/год
- qi MnO = 1,09 г/кг
В = 450 кг/год
Сi = 1,09*450*10-6 = 490,5*10-6
т/год
- qi SiО = 1 г/кг
В = 450 кг/год
Сi = 1*450*10-6 = 450*10-6
т/год
- qi HF = 0,93 г/кг
В = 450 кг/год
Сi = 450*0,93*10-6 = 418,5*10-6
т/год
- qi NO2 = 2,7 г/кг
В = 450 кг/год
Сi = 450*2,7*10-6 = 1215*10-6
т/год
- qi СО = 13,3 г/кг
В = 450 кг/год
Сi = 450*13,3*10-6 = 5985*106
т/год
Рассчитаем максимальный выброс
Mi
= Bmax * qi/3600, г/сек
I. МР-3 = 300 кг/год
Mi
(FeO)
= 1*9,04/3600=0,0025 г/сек
Mi
(HF) = 1*0,4/3600 =
0,0001 г/сек
Mi
(MnO)
= 1*1,56/3600 = 0,0004 г/сек
II.
УОНИ 13/55 = 450 кг/год
Mi
(FeO)
= 1*14.9/3600 = 0.0041 г/сек
Mi
(MnO)
= 1*1,09/3600 = 0,0003 г/сек
Mi
(SiO)
= 1*1/3600 = 0,0002 г/сек
Mi
(HF) = 1*0,93/3600 = 0,0002
г/сек
Mi
(NO2) = 1*2,7/3600 = 0,0007 г/сек
Mi
(СO) = 1*13,3/3600
= 0,0036 г/сек
Таблица
|
Сварочный выброс
|
Загрязняющие вещества
|
М, г/сек
|
С, т/год
|
|
|
FeO
MnO
HF
SiO
NO2
СО
|
0,0041
0,0004
0,0002
0,0002
0,0007
0,0036
|
6705*10-6
490,5*10-6
418,5*10-6
450*10-6
1215*10-6
5985*10-6
|
Механический участок
Расчёт выбросов при обработке металлов
где, Кэмо – коэффициент
эффективности местного отсоса;
К = 0,9 –
прямой отсос,
К = 0,2 – общеобменный,
3,6 –
коэффициент перевода,
q – удельное выделение пыли от станка,
кг/ч,
Т = ∑ti.
Таблица
|
Марка
|
q
|
Марка
|
q
|
|
Круклопильные
ЦВ-2
ЦДК-4
ЦПА-40
|
10,7
28,1
15,3
|
Шлифовальные
ШлПС-5
ШлДБ
|
2,8
3,1
|
|
Строгальные
СФ-3
СФ-6
СР-3
|
8,2
18,2
24,2
|
Шипорезные
ШО-10
ШД-10
|
0,7
1,4
|
|
Фрезерные
Ф-4
ФА-4
ФС-1
|
4,8
9,5
|
Сверлильные
СВПА
СВА-2
|
1,5
2,5
|
где, 
- степень очистки,
m – количество одновременно
работающих станков,
n – общее время работы,
сож = 0,9 – шлифовальные,
0,8
– другие.
Мсож = 
С = 
М = 
Где, N
– мощность в киловаттах,
К – удельное
выделение паров СОЖ,
Для
шлифовальных станков СОЖ = 30% (0,9)
Для остальных
СОЖ = 80% (0,8)
Таблица
|
Марка
|
Образивная
пыль
|
Металлическая пыль
|
|
Плоскошлифовальные
Ф-250
Ф-350
|
0,016
0,020
|
0,026
0,030
|
|
Круглошлифовальные
Ф-300
Ф-350
|
0,017
0,018
|
0,026
0,029
|
|
Заточные
Ф-250
Ф-350
|
0,011
0,016
|
0,016
0,024
|
Таблица
|
СОЖ
|
10-5, г/сек*кВт
|
|
Шлифовальн.
– масло
эмульсол
до 3%
10%
|
8
0,104
1,035
|
|
Остальные – масло
эмульсол,
3%
эмульсол,
10%
|
5,6
0,05
0,045
|
3 – 3 по 3 ч/д = 9
4 – 1 по 4 ч/д = 4 17
ч/д
5 – 1 по 4 ч/д = 4
Кэмо = 1 – отсос
0,2
Расчёт max
выброса
1)
шлифовальный станок
- шлифовальный
марки плоскошлифовальный (3 станка)
d = 350
Mi =
0,020*(1-0)*(1-0,9)*0,2 = 0,0004 г/сек (абр. пыль)
Mi =
0,030*(1-0)*(1-0,9)*0,2 = 0,0006 г/сек (мет. пыль)
т.к. имеется 3
шлиф. станка, отсюда следует
Мi
(абр) = 0,004*3 = 0,0012
Мi
(мет) = 0,006*3 = 0,0018
2)
сверлильный станок 1
Мi = 2,2*10-3*(1-0)*(1-0)*0,2 =
0,00044 (мет. пыль)
СОЖ не используется, значит = 0
3)
заточный станок 1
Mi =
0,016(1-0)*(1-0) *0,2 = 0,0032 (абр. пыль)
Mi =
0,024*(1-0)*(1-0)*0,2 = 0,0048 (мет. пыль)
Выбираем 3 станка, от которых образуется наибольшее
количество метал. пыли
Механическая пыль
0,0006
0,00044
0,0048
0,0006
0,0006
Как видно из представленных данных наибоьшее
количество металлической пыли выявлено при работе 3 станков – сверлильный,
заточный, шлифовальный.
мет. пыль = 0,0006+0,00044+0,0048 = 0,00904
∑ абр. пыль = 0,0004+0,0032 = 0,0036+0,0004 = 0,004
Расчёт аэрозолей при СОЖ
Мсож = ∑ К*N, г/сек
К – удельное выделение паров СОЖ
N –
мощность станка, кВт
Значение К, N
– выбирают по таблице.
- для шлифовального станка 3 шт
Мсож = 0,104*10-5
*14 = 1,456*10-5
- для сверлильного СОЖ – нет
- для заточного 1 станок
Расчёт годового выброса
- для шлифовального станка (3)
С = 0,030*3,6*750*(1-0)*10-3*(1-0,9)*0,2 =
0,00162 (мет. пыль)
С = 0,020*3,6*750*(1-0)*10-3*(1-0,9)*0,2 =
0,00108
- для сверлильного (1)
С = 2,2*10-3*3,6*4*250*(1-0)*10-3*(1-0)*0,2
= 0,001584 (мет. пыль)
- для заточного (1)
С = 0,016*3,6*4*250*(1-0)*10-3*(1-0)*0,2 =
0,01152 (абр. пыль)
С = 0,024*3,6*4*250*(1-0)*10-3*(1-0)*0,2 =
0,01728 (мет. пыль)
С общее мет. = 0,00162+0,00162+0,00162+0,001584+0,01728
= 0,02373
С общее абр. =
0,00108*3+0,01152 = 0,01476
Расчёт max
выброса для всех станков
1) механическая пыль = 0,0006+0,00044+0,0048 = 0,00904
2) абр. пыль = 0,0012+0,0032 =
0,0044
3) эмульсол = 0,104*10-5*14*3
= 4,368*10-5
- для шлифовального
Ссож = 0,104*10-5*14*3,6*750*10-3
= 3931,2*10-8
|
Участок
|
Наименование З.В.
|
Мi , г/сек
|
С, т/год
|
|
плоскошлифовальный
|
мет. пыль
абр.
пыль
эмульсол
|
0,0018
0,0012
4,368*10-5
|
0,0048
0,0032
0,0001179
|
|
сверлильный
|
мет. пыль
абр.
пыль
|
0,00044
|
0,001584
|
|
заточный
|
мет. пыль
абр.
пыль
|
0,0048
0,0032
|
0,01728
0,01152
|
|
механический
|
оксид меди
абр.
пыль
эмульсол
|
|
|
|
Загрязняющее вещество
|
М, г/сек
|
С, т/год
|
|
Металлическая пыль
|
0,0048
|
0,01728
|
|
Абразивная пыль
|
0,0032
|
0,01152
|
|
Эмульсол
|
4,368*10-5 = 0,0000436
|
0,0001179
|
Участок окраски
Сi = 
[B] =
кг/час
Мi = Вmax*
[B] = кг/час
где л – доля летучей части
Таблица
|
ЗВ
|
Краски
|
Лаки
|
Растворитель
|
|
|
МЛ-152
52%
|
ПФ-115
45%
|
НЦ-17
74,5%
|
НЦ-218
70%
|
НЦ-223
68%
|
Р-4
|
№-648
|
№-646
|
|
|
Бутанол
|
20,85
|
-
|
10
|
9
|
15
|
-
|
20
|
15
|
|
|
Изобутанол
|
9,59
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
Этанол
|
-
|
-
|
15
|
16
|
-
|
-
|
10
|
10
|
|
|
Бутилацетат
|
-
|
-
|
25
|
9
|
18
|
12
|
50
|
10
|
|
|
Этилацетат
|
-
|
-
|
25
|
16
|
5
|
-
|
-
|
-
|
|
|
Уайт-спирит
|
13
|
50
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
Ксилол
|
39,76
|
50
|
-
|
23,5
|
25
|
-
|
-
|
-
|
|
|
Бензин
|
2,73
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
Сальвент
|
14,07
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Толуол
|
-
|
-
|
25
|
23,5
|
25
|
62
|
20
|
50
|
|
|
Этилцеллозолин
|
-
|
-
|
-
|
3
|
12
|
-
|
-
|
8
|
|
|
Ацетон
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
26
|
-
|
7
|
|
С = В*
Доля аэрозоли краски
1. Пневматический
30%
2. Безвоздушный 2,5%
3. Гидроэлектростатический 1%
4. Пневмоэлектростатический 3,5%
5. Электростатический 0,3%
6. Горячее распыление 20%
Исходные данные
|
Тип ЛКМ
|
Способ окраски
|
Режим работы,
ч/д
|
Расход ЛКМ, кг/год
|
|
МЛ-152
|
кистью
|
3
|
500
|
|
НЦ-218
|
кистью
|
3
|
650
|
|
Уайт-спирит
|
кистью
|
3
|
200
|
|
№ 646
|
кистью
|
3
|
300
|
Т = 250*3 = 750
Вср =
500+650+200+300/750 = 1650/750 = 2,2
Принимаем Вmax = 3
Составляем соотношение
I. МЛ-152 и уайт-спирит
5 : 2
II.
НЦ-218 и № 646
2 : 1
I. Расчёт годового выброса
МЛ-152
С (бутанол) = 500*0,52*20,85*(1-0)*10-3 = 5421*10-3
= 0,05421
С (изобутанол) =
500*0,52*9,59*(1-0)*10-3 = 24934*10-3 = 0,249
С (уайт –спирит) =
500*0,52*13*(1-0)*10-3 = 3380*10-3 = 0,03380
С (ксилол) =
500*0,52*39,76*(1-0)*10-3 = 10337,6*10-3 = 0,1033
С (бензин) = 500*0,52*2,73*(1-0)*10-3 = 709,8*10-3
= 0,007098
С (сольвент) = 500*0,52*14,07*(1-0)*10-3 = 3658,0*10-3
= 0,03658
НЦ-218
С (бутанол) = 650*0,70*9*(1-0)*10-3 = 4095*10-3
= 0,04095 т/год
С (бутилацетат) =
650*0,70*9*(1-0)*10-3 = 4095*10-3 = 0,04095 т/год
С (этанол) = 650*0,70*16*(1-0)*10-3 = 7280*10-3
= 0,07280 т/год
С (этилацетат) = 650*0,70*16*(1-0)*10-3 = 7280*10-3
= 0,07280 т/год
С (ксилол) = 650*0,70*23,5*(1-0)*10-3 =
10692,5*10-3 = 0,106 т/год
С (толуол) = 650*0,70*23,5*(1-0)*10-3 =
10692,5*10-3 = 0,106 т/год
С (этилцеллозолин) =
650*0,70*3*(1-0)*10-3 = 1365*10-3 = 0,01365 т/год
№ 646
С (бутанол) = 300*1*15*(1-0)*10-3 = 4500*10-3
= 0,0450 т/год
С (этанол) = 300*1*10*(1-0)*10-3 = 3000*10-3
= 0,030 т/год
С (бутилацетат) = 300*1*10*(1-0)*10-3
= 3000*10-3 = 0,030 т/год
С (толуол) = 300*1*50*(1-0)*10-3
= 15000*10-3 = 0,150 т/год
С (этилцеллозолин)
= 300*1*8*(1-0)*10-3 = 2400*10-3 = 0,0240 т/год
С (ацетон) = 300*1*7*(1-0)*10-3
= 2100*10-3 = 0,021 т/год
II.
Рассчитаем расход на аэрозоль
Саэр.МЛ-152 = 500*0,48 = 240
С НЦ-218 = 650*0,32 = 208
III.
Рассчитаем Мi = Вmax * 
МЛ-152
Мi (бутанол) = 2,1*0,52*0,20*(1-0)/3,6 = 0,06 ч/с
Мi (изобутанол) =
2,1*0,52*0,095*(1-0)/3,6 = 0,02 ч/с
Мi (уайт –спирит) =
2,1*0,52*0,13*(1-0)/3,6 = 0,03 ч/с
Мi (ксилол) =
2,1*0,52*0,39*(1-0)/3,6 = 0,118 ч/с
Мi (бензин) = 2,1*0,52*0,027*(1-0)/3,6 = 0,008 ч/с
Мi (сольвент) = 2,1*0,52*0,14*(1-0)/3,6 = 0,04 ч/с
НЦ-218
Мi (бутанол) = 0,8*0,70*0,09*(1-0)/3,6 = 0,014 ч/с
Мi (бутилацетат) =
0,8*0,70*0,09*(1-0)/3,6 = 0,014 ч/с
Мi (этанол) =
0,8*0,70*0,16*(1-0)/3,6 = 0,024 ч/с
Мi (этилацетат) =
0,8*0,70*0,16*(1-0)/3,6 = 0,024 ч/с
Мi (ксилол) = 0,8*0,70*0,23*(1-0)/3,6 = 0,035 ч/с
Мi (толуол) = 0,8*0,70*0,23*(1-0)/3,6 = 0,035 ч/с
Мi (этилцеллозолин) =
0,8*0,70*0,03*(1-0)/3,6 = 0,004 ч/с
№ 646
Мi (бутанол) = 1*1*0,15*(1-0)/3,6 = 0,04 ч/с
Мi (этанол) = 1*1*0,1*(1-0)/3,6 = 0,02 ч/с
Мi (бутилацетат) = 1*1*0,1*(1-0)/3,6 = 0,02 ч/с
Мi (толуол) = 1*1*0,5*(1-0)/3,6 = 0,13 ч/с
Мi (этилцеллозолин) =
1*1*0,08*(1-0)/3,6 = 0,022 ч/с
Мi (ацетон) = 1*1*0,07*(1-0)/3,6 = 0,019 ч/с
|
Загрязняющее
вещество
|
I смесь
|
М1 ∑
ч/с
|
II смесь
|
М2 ∑
ч/с
|
R , ч/с
|
|
МЛ-152
|
уайт-
спирит
|
НЦ-218
|
№ 646
|
|
бутанол
|
|
|
0,06
|
0,014
|
0,04
|
0,054
|
0,06
|
|
изобутанол
|
|
|
0,02
|
-
|
-
|
-
|
0,02
|
|
уайт-спирит
|
0,03
|
0,833
|
0,836
|
-
|
-
|
-
|
0,836
|
|
ксилол
|
|
|
0,118
|
0,035
|
-
|
0,035
|
0,118
|
|
бензин
|
|
|
0,008
|
-
|
-
|
-
|
0,008
|
|
сольвент
|
|
|
0,04
|
-
|
-
|
-
|
0,04
|
|
этанол
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бутилацетат
|
|
|
|
0,014
|
0,02
|
0,034
|
0,034
|
|
этанол
|
|
|
|
0,023
|
0,02
|
0,043
|
0,043
|
|
этилацетат
|
|
|
|
0,024
|
-
|
0,024
|
0,024
|
|
толуол
|
|
|
|
0,035
|
0,13
|
0,165
|
0,165
|
|
этилцеллоз
|
|
|
|
0,004
|
0,022
|
0,026
|
0,026
|
|
ацетон
|
|
|
|
-
|
0,019
|
0,019
|
0,019
|