5. Сведения об аварийных и залповых выбросах

Загрязнения в атмосферу могут поступать из источников непрерывно или периодически, залпами или мгновенно. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух выделяется большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях, при сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды иногда на значительную высоту. Они происходят при взрывных работах и авариях.

Залповые выбросы, как сравнительно непродолжительные и обычно во много раз превышающие по мощности средние выбросы, присуши многим производствам. Их наличие предусматривается технологическим регламентом и обусловлено проведением отдельных (специфических) стадий определенных технологических процессов (например, очистка поверхностей котлов и пусковые операции на котлах в теплоэнергетике, стадия розжига в производственных печах, стадии продувки и подтопки в конверторах, взрывные работы и др.). Диапазон значений отношения максимальных разовых выбросов (г/с) при залповой и штатной ситуациях весьма широк и может изменяться от 3,0 до 2000-3000.В целом ряде случаев продолжительность залповых выбросов составляет менее 20 мин., что несколько нивелирует количественные различия в разовых выбросах при рассматриваемых ситуациях. Увеличение валовых выбросов (т/г) за счет залповых ситуаций в основном менее значимо, т.к. продолжительность этих ситуаций изменяется от 30-60 сек. до нескольких часов, и периодичность в среднем - от 2-3 до 12-20 раз в год. В связи с вышеизложенным, определение численных критериев отнесения выбросов к категории «залповых» должно осуществляться в разрезе конкретных подотраслей промышленности на основе анализа результатов инвентаризации выбросов и дополнительных материалов, предназначенных для установления технических нормативов выбросов, исходя из описаний технологических регламентов работы оборудования. В каждом из случаев залповые выбросы - это необходимая на современном этапе развития технологии составная часть (стадия) того или иного технологического процесса (производства), выполняемая, как правило, с заданной периодичностью (регулярностью). При работе печей обжига на предприятиях по производству цемента, глинозема, огнеупоров, соды, поташа и др. время от времени повторяется стадия «розжига», когда из-за взрывоопасной концентрации оксида углерода на период времени порядка 30 мин. - 1 час отключаются пылеулавливающие установки. В это время выбросы в атмосферу пыли и оксида углерода существенно возрастают. Значительные выбросы возникают на газодобывающих месторождениях при продувке скважин. Залповые выбросы имеют место и при взрывных работах. При установлении ПДВ залповые выбросы подлежат учету на тех же основаниях, что и выбросы различных производств (установок и оборудования), функционирующих без залповых режимов. При этом следует подчеркнуть, что в соответствии с действующими правилами нормирования выбросов (раздел 8 ОНД-86), при установлении ПДВ должна рассматриваться наиболее неблагоприятная ситуация (с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха), характеризующаяся максимально возможными выбросами загрязняющих веществ как от каждого источника в отдельности (при работе в условиях полной нагрузки и при залповых выбросах), так и от предприятия в целом с учетом нестационарности во времени выбросов всех источников и режимов работы предприятия.

Процедура работ по нормированию выбросов и установлению нормативов ПДВ (ВСВ) не регламентирует учет и оценку аварийных выбросов.

Оценка их воздействия на окружающую природную среду (и на атмосферный воздух, в частности) в рамках работ по нормированию выбросов не проводится. Детальный учет воздействия аварийных ситуаций в обязательном порядке должен содержаться в предпроектной и проектной документации на строительство и реконструкцию объектов . В ней должны быть предусмотрены все мероприятия по профилактике и предотвращению аварийных ситуаций и даны оценки возможного ущерба [11].

Основными выбросами при работе завода являются: твердые выбросы (пыль) и газообразные выбросы (NO_x, CO, SO₂ и т.д.).

При использования различных видов топлива (уголь и природный газ) выбросы загрязняющих веществ не будут различаться по количеству.

Тип топлива не влияет на объем выбросов пыли. В ОВОСе четко зафиксировано, что максимальный выброс пыли 30 мг/м³ для каждого источника выбросов. Этот уровень выброса пыли действителен для всех видов топлива.

NO и NO_x являются одними из основных оксидов в отходящих газах печного агрегата (NO 90% от оксидов азота). Существуют два основных источника образования оксидов азота:

- Термический NO_x: часть азота в воздухе для горения реагирует с кислородом и формирует оксиды азота.

- Топливный NO_x: азотосодержащие соединения топлива реагируют с кислородом воздуха и образуют оксиды азота.

Термический оксид азота формируется при температурах свыше 1200^оС в результате реакции молекул азота и кислорода в воздухе для горения. Термический оксид азота образуется в основном в факеле сгорания топлива, где температура достаточна для протекания такой реакции. Количество оксида азота зависит от температуры факела и от содержания кислорода (коэффициента избытка воздуха). Скорость реакции образования термического оксида азота увеличивается с температурой; таким образом, труднообжигаемые сырьевые смеси, которые требуют более горячей зоны обжига ведут к образованию большего количества термического азота. Скорость реакции также увеличивается с повышением содержания кислорода.

Так как количество оксида азота увеличивается с повышением температуры, а при использовании в качестве топлива природного газ температура пламени возрастает (по сравнению с углем), то образование оксида азота также возрастает.

Экспериментальные исследования подтверждают, что изменение основного топлива с природного газа на уголь уменьшает температуру пламени, и в результате значительно снижает выбросы термического оксида азота.

При измерении концентраций оксидов азота непосредственно на выходе дымовой трубы содержание NO составляет 95%, а NO₂ - 5% от общего количества оксидов азота.

Выбросы оксида серы от цементного производства в основном определяются содержанием летучей серы в сырьевых материалах. Печи, работающие на сырьевых материалах с низким содержанием или вообще без соединений летучей серы, не имеют значительных выбросов оксида серы. На некоторых печах концентрация выбросов в отходящих газах менее 10 мг/м³, выбросы оксида серы увеличиваются с повышением содержания летучих соединений серы в сырьевых материалах.

Сера в топливе, подаваемом в теплообменник, не приводит к значительному увеличению выбросов оксида серы, благодаря сильной щелочной природе зоны спекания, зоны декарбонизации, а также щелочной среде на нижних ступенях теплообменника. Летучая сера будет связана в клинкере.

При сжигании топлива, монооксид углерода и общий органический углерод служат контрольными параметрами для концентраций отдельных частично высокотоксичных органических веществ. Низкий уровень CO в дымовых газах используется как критерий полноты сгорания и, следовательно, как индикатор, указывающий на низкое содержание органических соединений в выбросах. Такая прямая взаимосвязь между уровнем CO в отходящих газах и полнотой сгорания не применима к цементным вращающимся печам.

Измерения на дымовых трубах вращающихся печей показывают, что выбросы общего органического углерода и монооксида углерода преимущественно образуются из содержащихся в сырьевой муке органических соединений, нежели чем в результате процесса горения.

Объем выбросов CO связан с содержанием органических веществ в сырьевых материалах, но также может быть результатом неполного сгорания, когда регулирование питания твердого топлива недостаточно оптимальное. В зависимости от месторождения сырьевого материала от 1,5 до 6 г органического углерода вносится в процесс с природными сырьевыми материалами. Испытания с использованием сырьевых материалов различного происхождения показали, что около 85-95% органических соединений в сырьевых материалах превращается в CO₂ в присутствии 3% кислорода, но в тоже время 5-15% трансформируются в CO. Выбор, где это возможно, сырьевых материалов с низким содержанием органической массы снижает содержание CO в выбросах.

Работа фильтров при пуске печи и в аварийном режиме на процесс обжига клинкера при производстве цемента Повышение концентрации пыли при выходе из строя рукавных фильтров вызвано, прежде всего, повреждением рукавов (мешков) фильтра. Конструкционные особенности фильтра позволяют вывести из работы камеры с поврежденными мешками. В изолированных камерах проводится замена мешков без остановки всего рукавного фильтра. При выходе из строя большого количества мешков или других механических частей фильтра происходит немедленная автоматическая остановка участка, на котором установлен фильтр, и поврежденного фильтра, что также позволяет избежать аварийных выбросов.

При розжиге печей, оборудованных рукавными фильтрами, автоматический пуск пылеулавливающих установок предусмотрен одновременно с началом розжига. Такой порядок пуска печи исключает образование аварийных выбросов, превышающих средние при нормальном эксплуатационном режиме [6].

Опасными и вредными производственными факторами на цементном предприятии являются: