Содержание к диссертации
Введение
Часть 1 Научно-методические основы инвентаризации выбросов 20
Глава 1.1 Обоснование и разработка научно-методических основ инвентаризации выбросов на коксохимических предприятиях 20
1.1.1 Существующее положение 20
1.1.2 Разработка и внедрение новых методов исследования выбросов на КХП 27
1.1.3 Методы определения выбросов на КХП 45
Глава 1.2 Создание общеотраслевой методической базы по определению выбросов КХП 81
1.2.1 Методические составляющие 81
1.2.3 Методика интерпретации источников коксовой батареи при расчетах рассеивания 83
1.2.4 Обработка данных по источникам выбросов 84
1.2.5 Методика обоснования выбора приоритетов при разработке планов атмосфероохранных мероприятий 86
Глава 1.3 Исследования выбросов новых технологических процессов коксохимической технологии 87
1.3.1 Исследования выбросов при термической подготовке шихты в трубе-сушилке 87
1.3.2 Исследования выбросов при термической подготовке шихты горячим кусковым коксом 92
1.3.3 Исследования выбросов при производстве кокса и углеродистых материалов в кольцевой печи 95
1.3.4 Исследование экологических характеристик процесса сушки угольного флотоконцентрата в кипящем слое 101
Часть 2 Очистка выбросов от пыли 105
Глава 2.1 Исследование процессов улавливания коксовой пыли 105
2.1.1 Существующее положение 105
2.1.2 Задачи исследования 110
2.1.3 Физико-химические свойства коксовой пыли 111
2.1.4 Исследование процессов улавливания коксовой пыли в различных аппаратах 119
2.1.5 Разработка рекомендаций по выбору и применению пылеуловителей для очистки газов и воздуха от коксовой пыли 186
2.1.6 Промышленная реализация разработанных рекомендаций ..194
Глава 2.2 Исследование зависимости запылённости воздуха от объёмов аспирации 203
Глава 2.3. Исследование процессов беспылевой выдачи кокса и разработка новых технических решений 213
2.3.1 Постановка задачи 213
2.3.2 Физические представления о процессах образования пылевого облака при выдаче кокса из печных камер 229
2.3.3 Разработка математической модели тепловых и аэродинамических процессов при выдаче кокса и расчет объема аспирации 232
2.3.4 Результаты исследований на действующих установках 238
2.3.5 Научные основы разработки схемы УБВК 240
2.3.6 Разработка принципиальных технических решений для проектирования новых УБВК 244
2.3.7 Рекомендации по аппаратурному оформлению процессов пылеулавливания в установках беспылевой выдачи кокса 253
Часть 3 Оценка экологической и экономической эффективности 262
- Разработка и внедрение новых методов исследования выбросов на КХП
- Исследования выбросов при термической подготовке шихты в трубе-сушилке
- Разработка рекомендаций по выбору и применению пылеуловителей для очистки газов и воздуха от коксовой пыли
- Разработка математической модели тепловых и аэродинамических процессов при выдаче кокса и расчет объема аспирации
Введение к работе
Главная задача коксохимической промышленности состоит в том, чтобы обеспечить черную металлургию и машиностроение коксом в необходимом количестве и качестве, что является основным условием снабжения всех отраслей народного хозяйства высококачественным металлом, как важнейшим видом конструкционных материалов. При этом важнейшей социальной задачей, стоящей перед коксохимическими предприятиями, является повышение экологической безопасности производства, снижение его влияния на окружающую среду.
В развитых промышленных странах при сооружении и реконструкции объектов КХП затраты на охрану окружающей среды достигают 25-30% от общего объема инвестиций. Неисполнение природоохранного законодательства в этих странах влечет за собой жесткие санкции вплоть до закрытия предприятий.
В последнее время в России предпринимаются значительные усилия в области экологии как со стороны законодательства, так и со стороны общества. Это нашло отражение во многих основополагающих государственных документах.
В соответствии с Конституцией Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам, которые являются основой устойчивого развития, жизни и деятельности населения страны. Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных.
Основой развития производства и хозяйственной деятельности в XXI веке должна стать концепция устойчивого развития. Практическая реализация принципов устойчивого развития определяется изменениями в организации и технологии промышленного производства. Одним из наиболее эффективных способов достижения конкретных результатов является развитие и совершенствование системы управления охраной окружающей среды на предприятиях.
Производственное экологическое управление включает в себя деятельность предприятий, направленную на соблюдение обязательных государственных требований в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Эта деятельность базируется [1] на идентификации экологических
аспектов производственной деятельности, использовании их при определении целевых экологических показателей и составлении программ природоохранной деятельности. Для этого необходима объективная информация об источниках загрязнения окружающей среды, их параметрах, количественных и качественных характеристиках выделяемых загрязняющих веществ.
В Законе РФ "Об охране окружающей среды" (№7-ФЗ от 10.01.02) [2] указано (ст.69), что в целях государственного регулирования природоохранной деятельности, а также текущего и перспективного планирования мероприятий по снижению негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду осуществляется государственный учет объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Законом РФ "Об охране атмосферного воздуха" (№96-ФЗ от 05.05.99) [3] определено (гл.4), что все источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух подлежат государственному учету и их характеристики устанавливаются на основании данных о результатах инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. При этом все хозяйствующие субъекты обязаны (ст.30) обеспечивать проведение инвентаризации и разработку нормативов предельно-допустимых выбросов в атмосферу, а также планировать и осуществлять мероприятия по улавливанию, утилизации, обезвреживанию выбросов, их сокращению или исключению.
Исполнение указанных законов является важнейшей актуальной проблемой, в том числе для коксохимической промышленности России.
Государственная политика России в области охраны атмосферного воздуха от загрязнения [2,3] базируется на научно-обоснованной системе нормирования выбросов источников загрязнения атмосферы (ИЗА). Для предприятий, деятельность которых связана с выделением загрязняющих веществ в атмосферу, при нормировании определяются предельно-допустимые величины выбросов (ПДВ) [4] для каждого ИЗА и предприятия в целом. При соблюдении норм ПДВ удовлетворяются санитарно-гигиенические требования к качеству воздуха населенных мест [5]. Исходные данные о количественных и качественных характеристиках ИЗА для нормирования формируются в процессе инвентаризации выбросов загрязняющих веществ и параметров их источников. Достоверность этих исходных данных определяет объективность норм ПДВ и, в конечном счете, качество атмосферного воздуха.
Инвентаризацией выбросов называется [6,7] систематизация сведений о распределении ИЗА по территории, количестве и составе выбросов. На основе данных инвентаризации проводятся расчеты загрязнения атмосферы (расчеты рассеивания), которые позволяют оценить влияние выбросов предприятия на величину приземных концентраций загрязняющих веществ, выделить источники и определить долю вклада каждого источника в загрязнение. Сравнение результатов расчетов с данными фактических измерений в определенных точках на местности позволяет оценить достоверность результатов инвентаризации.
По инструктивным документам [2,4,7] инвентаризацию обязаны проводить все предприятия, независимо от места их нахождения, подчиненности и формы собственности не реже 1 раза в 5 лет.
Целью инвентаризации является получение объективных данных о количественных и качественных характеристиках выбросов.
В задачи инвентаризации входят:
- составление полного перечня источников выбросов с привязкой к источни
кам выделения, указанием их местоположения и технологических характеристик;
получение сведений о составе и количестве загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от каждого источника;
подготовка исходных данных для расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере при нормировании выбросов;
создание базы данных для разработки мероприятий, обеспечивающих уменьшение выбросов до нормативных величин;
получение сведений, необходимых для заполнения форм статотчетности и паспортов на газоочистные и пылеулавливающие установки.
Результаты инвентаризации используются в качестве исходных данных при разработке проектов ПДВ, перспективных планов атмосфероохранных мероприятий, отчетных документов и решении вопросов регионального развития промышленных предприятий. Исходя из этого, объективность исходных данных, получаемых при инвентаризации, непосредственно влияет на принятие управленческих решений по атмосфероохранным инвестициям.
Проведение инвентаризации выбросов является необходимым элементом сис-темы управления окружающей средой предприятия при ее аттестации на соответствие требованиям международного стандарта ИСО-14001 [1].
Данные инвентаризации лежат в основе выбора приоритетов и принятия управленческих решений в области атмосфероохранных мероприятий. Объективность этих должна быть обеспечена соответствующими нормативно-методическими разработками. Подготовка методического обеспечения для получения объективной информации представляется необходимым условием для осуществления атмосферо-охраЕпюй деятельности.
В 1979-1983 г.г. с введением ГОСТ 17.2.3.02-78 [4] начаты работы по нормированию выбросов в атмосферу на промышленных предприятиях страны. Эти работы не имели достаточной методической базы и предприятия сталкивались со значительными трудностями. Очень большие проблемы возникли и на коксохимических предприятиях.
Коксохимическое предприятие (КХП) представляет собой совокупность производств (комплекс отдельных технологий), включающих типовые процессы, такие как разгрузка, хранение, дозирование, смешивание, измельчение, классификация и транспортирование сыпучих материалов (углей, кокса), охлаждение и очистка газа (коксового), ректификацию (бензольных углеводородов и каменноугольной смолы), хранение и транспортирование жидкостей, содержащих испаряющиеся вещества, биохимическая очистка сточных вод и т.д. Кроме типовых, на КХП имеются специфические процессы: коксование угля и пека в горизонтальных печах с операциями загрузки шихты, выдачи и тушения кокса, разделение гетерогенных смесей воды и каменноугольной смолы и другие.
Большинство процессов КХП связано с неорганизованными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, определение которых представляет сложную методическую проблему. В специальной научно-технической литературе информации по этим вопросам мало, а имеющиеся сведения в ряде случаев противоречивы. После введения обязательного нормирования выбросов [3] в 1979-83 г.г. предприятия проводили инвентаризацию своими силами. При отсутствии единой методической базы это привело к значительным расхождениям между данными по выбросам КХП с одинаковой технологией и оборудованием.
В связи с имеющимися расхождениями и искажениями данных о выбросах возникла проблема повышения объективности и приведения этих данных в единообразную систему на основе создания научных и методических основ воздухо-охранной деятельности на КХП.
В рамках создания единой нормативно-методической базы главной задачей является получение сведений о количественных и качественных характеристиках источников выделения и выбросов, установление зависимости количественных и качественных характеристик выбросов от особенностей технологии, оборудования и угольной сырьевой базы различных предприятий. Это позволяет разработать методы прогнозного расчета выбросов при проектировании новых объектов.
Исходя из этого, одной из задач настоящей работы явилась разработка научно-методических основ инвентаризации источников выбросов на КХП.
Экологические проблемы, связанные с коксохимическим производством, усугубляются тем, что в подавляющем большинстве случаев коксохимические предприятия расположены в районах со значительной концентрацией промышленного производства и высокой плотностью населения. В этих районах концентрации загрязняющих веществ в приземном слое воздуха населенных мест в ряде случаев превышают допустимые санитарно-гигиенические нормы, поэтому задача уменьшения выбросов для ликвидации этих превышений и обеспечения необходимого качества атмосферного воздуха но СанПиН 2.1.6.1032-01 [5] имеет очень большое значение.
Сложность экологической обстановки в районах размещения КХП во многом определяется значительными выбросами пыли. Экологическая оценка выбросов, результаты расчетов рассеивания загрязняющих веществ по ОІІД-86 [8], а также анализ фактического загрязнения атмосферы на ряде КХП, особенно с УСТК, показывают, что в приземном слое атмосферного воздуха селитебных зон под факелом имеются превышения допустимых концентраций коксовой пыли и взвешенных веществ. С точки зрения защиты атмосферы источники выбросов коксовой пыли при сухом тушении кокса, т.е. асиирационные и неорганизованные выбросы УСТК, объектов транспортирования, рассева и отгрузки кокса представляют наибольшую проблему на КХП.
Например, на КХП НТМК выбросы коксовой пыли источниками УСТК, кок-сосортировки и погрузки кокса в железнодорожные вагоны приводят к созданию в жилой застройке величин расчетных приземных концентраций, достигающих 0,255 мг/м , или 0,51 ПДКмр.. Этот уровень загрязнения в сочетании с наложением выбросов других предприятий (фоновое загрязнение в данном случае около 0,8 ПДКмр.) является недопустимым, а мероприятия, направленные на его снижение - первоочередными. Таким образом, с точки зрения защиты атмосферы источники выбросов коксовой пыли при сухом тушении кокса, т.е. аспирационные и неорганизованные выбросы УСТК, объектов транспортирования, рассева и отгрузки кокса представляют наибольшую проблему на КХП. При этом пылевые выбросы от организованных источников достигают 70% от валовых выбросов всего КХП (без учета дымовых труб коксовых батарей).
Основное направление борьбы с пылевыми выбросами - это укрытие мест пы-левыделений с отсосом и очисткой запыленного воздуха, т.е. сооружение аспираци-онных систем. До последнего времени проектные решения аспирационных установок для КХП с УСТК, как правило, не учитывали особенностей аспирации оборудования при переработке нагретого пылящего материала и свойств коксовой пыли. В частности, из-за неправильного выбора пылеулавливающих аппаратов их эффективность и надежность не соответствовали предъявляемым требованиям; объемы аспирации в большинстве случаев были необоснованно завышены, применение мокрых пылеуловителей обусловило появление трудно утилизируемых шламовых вод. Это привело к неудовлетворительной работе систем аспирации, повышенной запыленности воздуха производственных помещений и значительным выбросам в атмосферу. В качестве примера можно привести установки беспылевой выдачи кокса, для которых разработано немало технических решений, отличающихся низкой экологической эффективностью при больших капитальных и эксплуатационных затратах.
Решение проблемы пылевых выбросов на КХП связано с обоснованным выбором пылеуловителей. Для коксовой ныли эта проблема обусловлена недостаточным уровнем знаний о ее физико-химических свойствах (дисперсность, смачиваемость, абразивность и т.д.). Кроме того, завышение объемов аспирации связано с увеличением начальной концентрации частиц и соответствующим повышением требований к эффективности очистки, что вынуждает принимать экономически неоправданные
решения по выбору пылеулавливающих аппаратов. Для решения этой проблемы необходимо проведение специальных исследований как в области свойств коксовой пыли, так и в области аспирации и пылеулавливания.
Исходя из этого, еще одной задачей настоящей работы послужило создание научно-теоретических и практических основ борьбы с пылевыми выбросами на КХП. Методом решения этой задачи приняты комплексные исследования на стендовых установках и в промышленных условиях.
Таким образом, представляются важнейшими необходимость и актуальность решения комплекса задач по защите атмосферы от загрязнения выбросами коксохимических предприятий как в части методического обеспечения инвентаризации источников выбросов, так и в части совершенствования методов очистки выбросов от пыли.
Цель работы. Создание научно-методических основ инвентаризации выбросов в атмосферу на коксохимических предприятиях, исследование и разработка эффективных способов снижения пылевых выбросов коксохимических предприятий, обоснование и разработка эффективных и экономичных способов и аппаратов для улавливания коксовой пыли.
Исходя из специфики решения задач, поставленных для достижения общей цели, было признано необходимым разделить их на две части: "научно-методические основы инвентаризации источников выбросов" и "решение проблемы пылевых выбросов". В связи с этим диссертационная работа состоит из двух частей, посвященных решению следующих задач:
а) в части "научно-методические основы инвентаризации источников выбросов":
исследование количественных и качественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух существующих и новых технологических процессов на коксохимических предприятиях;
анализ и обобщение результатов исследований, разработка методических основ ведения баз данных по выбросам;
классификация источников выбросов;
обоснование перечня загрязняющих веществ;
разработка методик экспертной оценки газовыделений и расчетов выбросов неорганизованных источников коксовых батарей;
разработка способов обработки, проверки и представления данных инвентаризации;
разработка методических указаний по определению выбросов на действующих коксохимических предприятиях;
разработка способа интерпретации источников выбросов коксовых батарей при расчетах рассеивания;
разработка методики прогнозных расчетов количественных и качественных характеристик выбросов.
б) в части "решение проблемы пылевых выбросов":
- исследование физико-химических свойств коксовой пыли;
исследование процессов улавливания коксовой пыли в различных аппаратах;
разработка и внедрение нового аппаратурного оформления процессов улавливания коксовой пыли;
изучение возможности оптимизации процессов аспирации по технико-экономическим показателям;
разработка технологии и установок беспылевой выдачи кокса при минимальных энергозатратах.
Научная новизна
А) в части "научно-методические основы инвентаризации источников выбросов ":
Разработаны методы и установки для определения характеристик неорганизованных и специфичных источников выбросов КХП, проведен комплекс исследований и получены новые данные о количественных и качественных характеристиках выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух существующих и новых технологических процессов коксохимического производства;
Созданы научно-методические основы инвентаризации источников выбросов на коксохимических предприятиях:
- предложена классификация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
дано обоснование перечня загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу;
разработаны способы обработки, проверки и представления данных инвентаризации;
разработаны методические указания по определению выбросов неорганизованных и специфических источников;
предложен способ интерпретации источников выбросов коксовых батарей при расчетах рассеивания;
- разработаны методические основы инвентаризации, которые легли в основу
"Инструкции по проведению инвентаризации на коксохимических предприятиях".
Проведена широкая апробация "Инструкции по проведению инвентаризации источников выбросов на коксохимических предприятиях". На основе полученных данных разработаны среднеотраслевые удельные выбросы и нормы проектирования (раздел "Защита атмосферы").
Для ряда КХП подготовлены предложения по техническим нормативам выбросов и удельным выбросам на тонну продукции.
Предложена методика выбора приоритетных (первоочередных) атмосферо-охранных мероприятий.
Б) в части "решение проблемы пылевых выбросов":
Проведен анализ и обобщение информации о работе пылеулавливающих аппаратов на коксохимических предприятиях, сделан вывод о необходимости совершенствования аппаратурного оформления процессов пылеулавливания (особенно коксовой пыли) на КХП.
Получены новые данные о физико-химических свойствах коксовой пыли.
Изучены процессы улавливания коксовой пыли в различных аппаратах (циклонах, электроциклонах, электрофильтрах, зернистых фильтрах), получены новые данные, позволяющие рассчитывать промышленные пылеуловители.
Проведены исследования режимов работы промышленных пылеуловителей, подтвердившие достоверность использованных подходов и расчетных зависимостей.
Исследованы процессы аспирации объектов транспортирования и рассева кокса сухого тушения, установлены условия оптимизации объемов аспирации по экологическим и экономическим показателям.
6. Дано теоретическое обоснование и предложена новая концепция беспылевой выдачи кокса, разработана новые технология и техника, обеспечивающие высокую эффективность при минимуме капитальных и текущих затрат.
Практическое значение работы
А) в части "научно-методические основы инвентаризации источников выбросов":
Полученные данные о количественных и качественных характеристиках выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников действующих предприятий и новых технологических процессов используются на практике при нормировании выбросов, составлении статотчетности, а также при проектировании новых производств.
"Инструкция по проведению инвентаризации на коксохимических предприятиях" имеет практическое значение в качестве методического руководства в атмо-сфероохранной деятельности на коксохимических предприятиях.
Предложения по обоснованию приоритетных (первоочередных) атмосферо-охранных мероприятий могут быть использованы в практике природоохранной деятельности на коксохимических предприятиях.
Б) в части "решение проблемы пылевых выбросов":
Полученные новые данные о физико-химических свойствах коксовой пыли имеют практическое значение при выборе и расчетах пылеулавливающих аппаратов, а также при проектировании систем аспирации.
Разработанные аппараты и схемы сухого пылеулавливания отличаются эффективностью и надежностью и могут использоваться в практической деятельности проектных организаций и коксохимических предприятий.
Применение систем аспирации пылящего оборудования с оптимизацией производительности по отсасываемому воздуху обеспечивает экологическую и экономическую эффективность.
4. Разработанная технология беспылевой выдачи кокса с минимальными энер-
- гозатратами позволяет решить экологические проблемы при выдаче кокса из печных
камер.
Внедрение результатов работы
А) в части "научно-методические основы инвентаризации источников выбросов":
Новые количественные и качественные характеристики выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников действующих предприятий широко используются на коксохимических предприятиях при нормировании выбросов, составлении статотчетности и при проектировании новых производств. Данные о выбросах новых технологических процессов использованы в предпроект-ных разработках и проектах.
Разработанная "Инструкция по проведению инвентаризации на коксохимических предприятиях" применяется на всех коксохимических предприятиях России.
Предложения по обоснованию приоритетных (первоочередных) атмосферо-охранных мероприятий используются в практике природоохранной деятельности на коксохимических предприятиях.
Б) в части "решение проблемы пылевых выбросов":
1. Новые данные о физико-химических свойствах коксовой пыли использова
ны при выборе и расчетах пылеулавливающих аппаратов для установок беспылевой
выдачи кокса на ОХМК и КМК, для комплекса пылеуловителей в системах аспира
ции батареи №9 ММК, батареи №9 Авдеевского КХЗ, батарей №9-10 НТМК, бата
реи N»5 Кемеровского КХЗ, а также при проектировании систем аспирации на ряде
коксохимических ііредприятий.(Авдеевский, Кемеровский, НТМК).
Разработанные схемы сухого пылеулавливания внедрены на установках беспылевой выдачи кокса ОХМК и КМК, в системах аспирации объектов транспортирования и рассева кокса сухого тушения батареи №9 ММК, батареи №9 Авдеевского КХЗ, батарей №9-10 НТМК, перегрузочного узла "4К" батареи №5 ККХЗ и применены в ряде проектов (УБВК батарей №7 ЧелМК, №5 ОАО "Алтай-кокс", №№9-10 НТМК, систем аспирации объектов транспортирования и рассева кокса сухого тушения батареи №5 ККХЗ и др.).
Внедрена двухступенчатая система пылеулавливания с оптимизацией объема аспирации на перегрузочном узле "4К" кокса сухого тушения батареи №5 ОАО "Кокс" (г. Кемерово).
4. Проведены промышленные испытания УБВК с новыми техническими решениями на батареях №№5-6 ОАО "Северсталь" и №№9-10 ОАО "НТМК" и их результаты использованы в проектах УБВК для батареи №5 ОАО "Алтай-кокс", батарей 9-10 ОАО «НТМК», батареи №7 ОАО «Челябметкомбинат», принятых к реализации.
Основные положения, вынесенные на защиту:
научно-методические основы инвентаризации выбросов в атмосферу на коксохимических предприятиях:
классификация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на коксохимических предприятиях;
обоснование перечня загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу на коксохимических предприятиях;
способы обработки, проверки и представления данных инвентаризации;
методические указания по определению выбросов неорганизованных и специфических источников на коксохимических предприятиях;
способ интерпретации источников выбросов коксовых батарей при расчетах рассеивания;
методика выбора приоритетных (первоочередных) атмосфероохранных мероприятий;
научные основы очистки пылевых выбросов на коксохимических предприятиях;
обоснование и разработка эффективных и экономичных способов и аппаратов для улавливания коксовой пыли;
теоретические положения, технические решения и технология беспылевой выдачи кокса с минимальными энергозатратами.
Апробация работы
Основные положения диссертации освещены:
- на научно-техническом совещании «Перспективные технические решения по защите воздушного бассейна коксохимических предприятий Востока и Центра СССР» г. Кемерово, 1981; семинаре работников Госгортехнадзора СССР, г. Череповец, 1981; научно-технической конференции «Современные технические средства
защиты воздушного бассейна от загрязнений» г Москва, 1981; зональном семинаре «Сокращение промышленных выбросов в атмосферу», г. Челябинск, 1981; координационном совещании по проблемам защиты окружающей среды, использованию вторичных эпергоресурсов, утилизации тепла и охлаждения металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии, г. Донецк, 1982; 2-й Республиканской конференции «Проблемы охраны окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленностью», г. Кемерово,' 1982; научно-практическом семинаре «Эксплуатация газоочистных сооружений и контроль технических загрязнений», г. Челябинск, 1982; научно-техническом семинаре «Защита воздушного бассейна промышленных центров Среднего Урала», г. Свердловск, 1982; межотраслевом семинаре «Защита воздушного бассейна», г. Челябинск, 1982; Всесоюзном семинаре «Новые решения в области очистки сточных вод и выбросов в атмосферу на предприятиях черной металлургии», г. Москва, 1983; Всесоюзной научно-технической конференции «Очистка газовых выбросов на предприятиях различных отраслей промышленности», г. Москва, 1983; 2-м Всесоюзном совещании по защите окружаю-щей среды на коксохимических предприятиях, г. Кемерово, 1983; научно-техническом семинаре «Сокращение выбросов в атмосферу и утилизация отходов производства», г. Челябинск, 1983; научно-техническом семинаре «Разработка и внедрение эффективных методов и средств контроля зафязнения окружающей среды. Нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу», г. Свердловск, 1983; Седьмой научно-технической конференции УПИ им. СМ. Кирова «Процессы и оборудование безотходных технологий в химической промышленности», г. Свердловск, 1984, Всесоюзном научно-техническом совещании «Нормирование и контроль выбросов в атмосферу и выполнение работ по созданию и внедрению эффективных методов и средств контроля зафязнения окружающей среды», г. Ташкент, 1984; Всесоюзном семинаре «Разработка проектов нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) и временно согласованных выбросов (ВСВ) вредных веществ в атмосферу для предприятий черной металлургии», г. Москва, 1984; совещании руководителей коксохимических предприятий, научно-исследовательских институтов, кафедр v ВУЗов и других организаций по координации научно-исследовательских работ в отрасли в семинаре регионе Востока и Центра СССР, г. Свердловск, 1984; научно-техническом семинаре «Охрана воздушного бассейна
промышленных центров Свердловской области», г. Свердловск, 1984; Всесоюзном научно-техническом семинаре «Сокращение технологических газовых выбросов в основных металлургических производствах», г. Харьков, 1986; Всесоюзном совещании по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, г Рига, 1986; семинаре « Охрана окружающей среды от загрязнения», г. Москва, 1988; семинаре «Основные направления снижения загрязнения атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах», г. Челябинск, 1988; Всесоюзном совещании «Проблемы охраны атмосферного воздуха при проектировании металлургических предприятий», г. Москва, 1989; семинаре по коксохимическому производству с фирмой «Кайзер-Инженирс» (США), г. Видное, 1990; Всесоюзном научно-техническом совещании «Пути решения экологических проблем па предприятиях черной металлургии», г. Москва, 1990; Всесоюзной научно-практической конференции «Проблемы исследований и преодоления экологической опасности в промышленном регионе», г. Кемерово, 1990; научно-техническом семинаре «Экологический мониторинг химических производств и инструментальные методы контроля качества окружающей среды», г, Свердловск, 1990; отраслевом научно-техническом семинаре «Защита воздушного бассейна в коксовом производстве», г. Свердловск, 1990; международном симпозиуме «Проблемы экологии в металлургическом производстве», г. Мариуполь, 1990; Всероссийском семинаре-совещании «Экология металлургического производства в условиях рыночных отношений. Экономический механизм. Новые технологии», г. Москва, 1993, международных выставках-конференциях «Уралэко-логия-Техноген», г. Екатеринбург, 2001, 2003, 2004.
Публикации
Результаты исследований, опытно-промышленных испытаний и внедрения в рамках настоящей работы представлены в 66 публикациях, в том числе 2 патентах РФ.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 306 страницах машинописного текста, включая введение, 6 глав, заключение, содержит 26 таблиц, 72 рисунка, список использованной литературы из 327 наименований, 10 приложений.
Часті, 1 НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ВЫБРОСОВ
Разработка и внедрение новых методов исследования выбросов на КХП
Первое обобщение данных по источникам выбросов КХП приведено в книге Лндоньева и Филипьева [116], которые использовали материалы УХИНа и Гипро-кокса. Эти материалы [79-80] содержат величины концентраций загрязняющих веществ и рассчитанные величины удельных выбросов, позволяющих оценивать величины валовых выбросов по источникам. Данные относятся только к предприятиям Юга, существенно отличающимся по угольной сырьевой базе от предприятий Востока и Центра.
При проведении санитарно-гигиенических исследований [107-108] неорганизованных выбросов на коксовых батареях установлен высокий уровень загрязнения воздуха рабочих мест.
На новый уровень исследования выбросов вышли в период реализации Программы ГКПТ СССР но решению научно-технической проблемы 0.85.04 "Создать и внедрить эффективные методы и средства контроля загрязнения окружающей среды", которой предусматривалась разработка величин удельных выбросов на тонну продукции для всех отраслей народного хозяйства. При этом рассчитывались фактические удельные выбросы при существующем положении, определялись удельные выбросы при регламентных показателях работы оборудования и внедрении плановых атмосфероохранных мероприятий, выполнялись прогнозные расчеты удельных показателей при условии реализации наилучших технологий и оборудования из мировых достижений. Тем самым определялись направления атмосферо-охранной деятельности и способы ее осуществления в масштабах отрасли. Обязательность выполнения этой программы дала толчок в развитии атмосфероохранной деятельности и привела к необходимости сбора и обобщения информации о выбросах на предприятиях, что, в свою очередь, обусловило развертывание исследований в этой области. В черной металлургии выполнение указанной Программы организовано заданием Черметэнерго (№08-180 от 13.03.77).
К необходимости получения объективной информации о выбросах привело и внедрение ГОСТ 17.2.3.02-78 [4], согласно которому эксплуатация предприятий разрешается только при наличии утвержденных нормативов допустимых выбросов в атмосферу.
Достоверное определение и учет количественных и качественных характеристик источников загрязнения атмосферы (инвентаризация) на коксохимических предприятиях представляют собой сложную проблему вследствие нестационарности работы источников во времени, зависимости выбросов от состава сырья, параметров технологического процесса, состояния оборудования, большого количества неорганизованных и специфичных источников и т. д.
Самые значительные трудности при инвентаризации выбросов на КХП обусловлены наличием большого количества неорганизованных источников. Для проведения измерений на таких источниках в принципе не может быть достаточного методического обоснования, поскольку нет организованных потоков газа, в которых возможен отбор представительных проб, а прямые измерения в неорганизованных потоках неизбежно приведут к искажениям объективной информации.
При проведении инвентаризации источников выбросов на КХП в составе металлургических комбинатов существуют и организационные трудности, связанные с тем, что эти работы ведут природоохранные службы комбината, не владеющие специфическими проблемами технологии и оборудования КХП. Во избежание искажения данных инвентаризации для этих служб необходимы четкие методические указания по определению количественных и качественных характеристик выбросов на КХП.
Таким образом, в связи с расхождениями данных инвентаризации на разных предприятиях и искажениями объективной информации о выбросах и с целью соблюдения требований природоохранного законодательства возникла проблема приведения этих данных в единообразную систему на основе создания методических и научных основ атмосфероохранной деятельности на КХП.
Восточный научно-исследовательский углехимический институт (ВУХИН) начал систематические работы по обследованию выбросов КХП в 1979 году, когда в составе отдела инженерных разработок был создан сектор обезвреживания выбросов (с 1986 года - лаборатория обезвреживания выбросов), в задачу которого входило оказание помощи предприятиям по вопросам охраны атмосферы от загрязнения. В процессе первоначальных обследований, проведенных сектором в 1979-81 г.г. па КХП КМК и ЧелМК, МКГЗ, ККХЗ и ККГЗ была выявлена необходимость создания нормативно-методической базы по определению выбросов на КХП, которая должна обеспечить единый подход к получению информации о выбросах и создать условия для обоснованного выбора атмосфероохранных мероприятий. Последняя задача представляется особенно важной, поскольку, хотя перечень мероприятий по снижению выбросов достаточно разработан практически для всех ИЗ А на КХП, применение этих мероприятий сдерживается чаще всего недостаточностью средств, что в условиях отсутствия объективных критериев для выбора приводит к необоснованным управленческим решениям и недостаточной их эффективности по снижению загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния КХП.
Анализ данных предприятий и первоначальный опыт ВУХИНа по обследованию выбросов КХП позволяет заключить, что основными причинами неудовлетворительного состояния данных инвентаризации являются: - отсутствие единой методической базы по перечню выбрасываемых загрязняющих веществ, классификации источников выбросов, способам определения и расчета выбросов, особенно специфических и неорганизованных, методам обработки, проверки и представления получаемых данных; - недостаточная подготовленность природоохранных служб предприятий; - на металлургических комбинатах к участию в проведении инвентаризации не принимают участие технические и производственные службы КХП, что не позволяет учитывать специфические особенности КХП. Очевидно, что первая из перечисленных причин является главной и ее устранение должно привести к решению проблемы инвентаризации источников выбросов на КХП. Первое обобщение информации о выбросах на КХП сделано при разработке ВУХИНом отраслевых удельных выбросов [117]. Эта работа базировалась на ограниченной информации и поэтому достоверность полученных величин была невелика (см. рис.1). С учетом этого в дальнейшем ВУХИИ при непосредственном участии автора провел комплекс работ по сбору и анализу всей имеющейся информации о выбросах па КХП, ее обобщению, постановке и выполнению специальных исследований на источниках выбросов. На начальном этапе собрана, обработана и проанализирована отчетная информация предприятий о выбросах. На основе анализа имеющейся информации о выбросах в атмосферу на КХП сделай вывод о необходимости разработки единой методической базы описания качественных и количественных характеристик источников выбросов. Исходя из этого, одной из главных задач настоящей работы определено создание унифицированных инструктивных руководящих материалов по атмосфероохранной деятельности на коксохимических предприятиях. Для решения этой задачи необходимо разработать методическое обеспечение и выполнить комплекс работ по исследованию источников выбросов.
Исследования выбросов при термической подготовке шихты в трубе-сушилке
Основным механизмом выделения этих веществ в атмосферу является испарение с поверхности жидкостей; - величины выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, указанных выше, пропорциональны их ресурсам и могут рассчитываться на основе балансовых соотношении и степени летучести по отношению к веществам-индикаторам, в качестве которых могут быть использованы бензол, нафталин и фенол. Исключения составляют бутилацетат, образования которого в технологических процессах КХП в принципе не происходит, и формальдегид, образующийся при неполном сгорании газа в отопительных системах коксовых батарей, вследствие чего его определение может производиться методом прямых измерений в дымовых трубах; - валовые выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, указанных выше, составляют весьма малую долю как от общего выброса КХП, так и от выбросов веществ-индикаторов (бензол, нафталин и фенол).
На практике перечень веществ разных предприятий может отличаться по причине различия в уровне требований контролирующих органов, выдвигаемых на основе данных о загрязнении атмосферы в данном населенном пункте. Так, в г. Череповце наблюдается повышенное загрязнение фенолом и формальдегидом, поэтому городские органы потребовали провести замеры и показать наличие этих веществ в дымовых газах коксовых батарей; в г. Кемерово аналогичная ситуация с сероуглеродом, в Подмосковье (г. Видное) - с аммиаком и т.д. Эти примеры могут рассматриваться как исключения, а типовой перечень загрязнителей, выбрасываемых из ИЗА, должен составляться на основе анализа технологических процессов и образующихся в них веществ, которые могут поступать в атмосферу. При этом существенным моментом является учет последующего загрязнения, под которым следует понимать выделение газообразных загрязняющих веществ из жидких и даже твердых продуктов. Имеется в виду, например, что из каменноугольной смолы выделяются несколько веществ, таких как сероводород, аммиак, фенол, бензол, цианистый водород, нафталин, а бенз(а)пирен содержится в основном на твердых частицах сажи и коксовой пыли.
В принципе выделения загрязняющих веществ на КХП происходят в ограниченном количестве источников. Наиболее мощными из них являются организованные выбросы из дымовых труб и систем аспирации. Сюда можно отнести и башни тушения, градирни воды цикла конечных газовых холодильников, свечи УСТК. Состав выбросов этих источников достаточно хорошо изучен [86-96, 101-102].
Более сложные по составу неорганизованные выбросы из дверей, люков и стояков коксовых печей, загрузки и выдачи кокса. Основными загрязнителями в этих выбросах являются компоненты коксового газа. Поскольку состав этого газа на разных стадиях процесса коксования отличается, важным элементом должна быть количественная оценка соотношений компонентов. Неорганизованный характер выбросов препятствует проведению измерений на этих источниках стандартными методами.
Выделения загрязняющих веществ на КХП происходят также из многочисленных воздушников емкостного оборудования. Способом, позволяющим дать обоснование учету загрязняющих веществ, являются балансовые количественные оценки содержания этих веществ в составе жидкостей, находящихся в емкостях, на основе характеристик хороню изученных веществ-индикаторов. Так, например, стирол, ку-мол, циклопентадиен, триметилбензол, инден, индан содержатся в сыром бензоле, поэтому веществом-индикатором для них может служить бензол. Для метил нафта-лина индикатором служит нафталин. Крезол всегда сопутствует фенолу, растворенному в смоле и надсмолыюй воде.
Поскольку основным механизмом, определяющим выбросы этих веществ на КХП, является испарение с поверхностей различных жидкостей в градирнях, башнях тушения, и емкостном оборудовании (сборниках, отстойниках, хранилищах, мерниках, конденсатоотводчпках, мехосветлителях и т.п.), то величина выброса в атмосферу будет зависеть от температуры кипения и давления насыщенных паров данного вещества. Основные свойства указанных веществ приведены в табл. 2.
Наличие четких взаимосвязей выбросов рассматриваемых веществ с выбросами веществ-индикаторов позволяет предложить алгоритм расчета валовых выбросов, который заключается в определении количества (ресурса) данного вещества, которое может образоваться в технологических процессах.
Величина ресурса пропорциональна количеству вещества-индикатора: где Ми - выход вещества-индикатора, т/год; Xj - содержание /-го вещества по отношению к веществу-индикатору (относительный ресурс), масс. доли. На втором этапе расчета определяется относительный выброс определяемого вещества по отношению к веществу-индикатору. Предполагается, что выделение летучих веществ из жидкости пропорционально давлениям насыщенных паров этих веществ: где Р и Ри - давление насыщенных паров /-го вещества и вещества-индикатора, соответственно, мм рт.ст. В табл. 2 даны примеры расчета относительных выбросов некоторых загрязняющих веществ, выполненные в соответствии с предложенным алгоритмом. Фактический валовый выброс любого вещества в физических единицах можно рассчитать при известном выходе вещества-индикатора. Например, при содержании стирола в бензоле X = 2,0% и выходе бензола М = 33 10 т/год ресурс стирола составит Относительный валовый выброс стирола будет = 0,0014 долей от выбросов бензола, где 8,6 и 119,4 - давление насыщенных паров стирола и бензола, соответственно, мм рт.ст. При валовом выбросе бензола 50 т/год валовый выброс стирола составит: Примеры применения метода веществ-индикаторов приведены в табл. 1.2. Относительно небольшие количественные характеристики валовых выбросов не могут привести к значительному загрязнению атмосферного воздуха. Например, расчетами рассеивания выбросов формальдегида для источников КХП ЧерМК показано, что приземные концентрации не превышают 0,0024 долей ПДК, что в соответствии с действующей методикой [118] позволяет не учитывать это вещество при инвентаризации и нормировании выбросов.
Разработка рекомендаций по выбору и применению пылеуловителей для очистки газов и воздуха от коксовой пыли
Основную проблему при инвентаризации выбросов на КХП представляют источники неорганизованных выбросов, определение которых требует проведения специальных исследований. В первую очередь это касается источников коксовых батарей, таких как двери, люки и стояки коксовых печей в период коксования, загрузка шихты, выдача и мокрое тушение кокса.
Для определения выбросов при загрузке печей и выдаче кокса нами рекомендовано сочетание прямых измерений на одном или нескольких объектах, принимаемых за базовые, с последующей оценкой выбросов других однотипных объектов на основе сравнения технологических характеристик базового и обследуемого объектов. С учетом имеющегося в ВУХИНе опыта исследований указанных выбросов при инвентаризации достаточно использовать имеющиеся данные с корректировкой их на состав угольной шихты и коксового газа, а также конструктивных особенностей коксовых печей и эффективности применяемых атмосфероохранных мероприятий.
Метод базовых объектов разработан автором впервые и позволяет при наличии соответствующей базы данных существенно упростить определение выбросов по целому ряду источников при инвентаризации на КХП. Обычно в качестве основной характеристики ИЗА используются величины удельных выбросов загрязняющих веществ на тонну продукции, как правило, кокса.
Наиболее изученными из перечисленных являются выбросы из люков печей при загрузке шихты, для которой в течение ряда лет разрабатывались метод и оборудование для бездымной загрузки и в связи с этим изучались характеристики выбросов [124-128].
Процесс загрузки длится несколько десятков секунд. При попадании угольной шихты в горячую печь происходит выделение угольной пыли и коксового газа, образующегося при контакте угля с раскаленными стенками печной камеры. Для уменьшения выбросов при"загрузке предусмотрен отсос газов загрузки через стояки в газосборники коксовой батареи за счет паро- или гидроинжекции, эффективность которой (коэффициент бездымности Кб) на предприятиях определяют технологи коксохимстанции или отраслевого института. Выброс в атмосферу при загрузке определяется как произведение суммы выделений из загрузочных люков на коэффициент бездымности: где к) - коэффициент, учитывающий состав шихты и коксового газа на данной батарее; qi — удельный выброс і-го загрязняющего вещества, г/т кокса, определяется по нормативным величинам для данного предприятия; Кб— коэффициент бездымности; П — производительность по коксу данной батареи, т/год. Выбросы при выгрузке (выдаче) кокса из коксовых печей связаны с выделением коксовой пыли и газов при разрушении коксового пирога в коксоприемном вагоне, которое происходит в течение 30-40с. При кратковременном неорганизованном выбросе проведение измерений невозможно. Для уменьшения пылевыделения в последнее время сооружают установки беспылевой выдачи кокса (УБВК), принцип которых заключается в отсосе выделяющихся запыленных газов из зош і выдачи с последующей очисткой их от пыли. Это позволяет непосредственно измерять количественные характеристики выбросов путем замеров в газоходе перед выходом в атмосферу после вентилятора УБВК. Для определения удельных величин выделения загрязняющих веществ измерения проводят в газоходе УБВК до очистки. С учетом кратковременного характера периодических газовыделений отбор газовых проб рекомендуется производить методом эвакуированных колб в газовіле пипетки объемом 0,5-1,0 дм .
Суммарное количество пыли, образующейся в процессе выдачи, поддается измерениям только в процессе длительных исследований с помощью специальных установок. Под руководством автора такие исследования проведены на ряде заводов (Коммунарский и Алтайский КХЗ, КХП ОХМК, ЧерМК и НТМК), в результате чего были рассчитаны величины среднеотраслевых удельных выбросов при выдаче кокса для печей разного объема. Эти величины включены в "Инструкцию по проведению инвентаризации выбросов в атмосферу КХП" [129].
Полученные данные позволяют рассчитывать организованные выбросы на основе удельных показателей на тонну кокса с корректировкой на состав угольной шихты, коксового" газа и прочности кокса, а также конструктивных особенностей коксовых печей и эффективности применяемых УБВК. При отсутствии УБВК выброс рассчитывается по удельным величинам выделений, измеренным на УБВК батареи-аналога, технологические характеристики которой близки к характеристи-. кам данной батареи.
При наличии установки беспылевой выдачи кокса (УБВК) выделяющийся пылегазовый поток разделяется на две части - одна попадает в зонт и систему пылеулавливания, другая поступает в атмосферу мимо зонта. Эффективность УБВК определяется как отношение величины выброса пыли (г/с), захватываемого зонтом или аспирационпыми отсосами и направляемого на очистку, к суммарному количеству пыли, образующемуся в процессе движения и разрушения коксового пирога. По сути определения эффективность УБВК - это степень локализации неорганизованного выброса процесса выдачи кокса.
В большинстве случаев на УБВК между зонтом (отсосами) и пылеулавливающими устройствами имеются газоходы, позволяющие произвести измерения расхода и запыленности газа в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.4.06-90 [121]. В некоторых случаях таких газоходов нет или не отвечают требованиям указанного ГОСТ. В этих случаях возможность инструментальных измерений отсутствует. Это существенно осложняет количественную оценку эффективности УБВК и приводит к необходимости создания и применения методики экспертной оценки на основе визуальных наблюдений.
Визуальная оценка количества пыли, попадающей в зонт, по отношению к общей массе выделяющейся пыли затруднена, поскольку обзор ограничен и трудно оценить долю пыли, захватываемой зонтом. Более предпочтительна оценка доли неорганизованной части выброса, не захватываемой зонтом, по отношению к суммарному пылевыделеиию, которое целесообразно предварительно оценить при выдаче без отсоса или на соседних батареях, не имеющих УБВК.
Таким образом, для определения эффективности УБВК необходимо произвести визуальную оценку доли неорганизованной части выброса пыли ("проскока" выброса мимо зонта) по отношению к суммарному количеству образующегося газопылевого облака.
Разработка математической модели тепловых и аэродинамических процессов при выдаче кокса и расчет объема аспирации
В емкостном оборудовании КХП (сборники, отстойники, хранилища, мерники, механизированные осветлители, конденсатоотводчнки, емкости БХУ и т.д.) содержатся надсмольная и сточная вода, обводненные продукты коксования, каменноугольная смола и ее фракции, бензольные углеводороды, каменноугольный пек, дистилляты и т.д.). Выбросы из емкостей происходят вследствие двух причин: - вытеснение газовоздушной смеси из емкости в атмосферу во время заполнения емкости (большие дыхания), режим "мерник"; - конвективная диффузия в системе "газовое пространство емкости — воз душник — атмосфера" (малые дыхания), режим "буферная емкость". Большинство емкостей на КХП периодически заполняются и опорожняются, поэтому выбросы происходят за счет больших и малых дыханий. Величина выброса при больших дыханиях определяется в основном производительностью насосов и температурой жидкости. Выброс при малых дыханиях зависит от множества факторов, в том числе от состава жидкости и се температуры, размеров воздушника, скорости ветра, степени герметичности газового пространства и т.д.
С учетом того, что технология производства и набор оборудования па различных коксохимических предприятиях являются типовыми, условия образования различных жидкостей в процессе производства весьма близки, поэтому составы и температуры этих жидкостей практически одинаковы. Исходя из этого, для определения количественных параметров выбросов из воздушников можно использовать метод объектов-аналогов, т.е. рассчитывать выбросы конкретного источника на данном предприятии на основании измерений, проведенных на аналогичном источнике другого предприятия.
На практике, наибольшие трудности при определении выбросов из воздушников емкостей вызывают вопросы, связанные с определением объема выделяющейся в атмосферу парогазовой смеси н концентрации загрязняющих веществ. Эти трудности обусловлены с одной стороны многокомпонентным составом жидкости в емкости и присутствием значительного количества водяных паров, а с другой стороны - фактической неплотностью газового пространства емкости и связанного с этим подсоса атмосферного воздуха в объем выброса из воздушника. Кроме того, выходные сечения воздушников находятся на значительной высоте и практически всегда недоступны для измерений.
С целью получения информации о количественных и качественных характеристиках выбросов из воздушников проведен комплекс исследований на специальной опытной установке и в промышленных условиях [134].
Опытная установка (рис. 1.6) представляет систему из двух герметичных ему костей по 0,63 м каждая, снабженных паровыми рубашками с автоматическим поддержанием заданной температуры, теплоизоляцией и воздушниками различных диаметров (при измерениях на одном воздушнике остальные заглушались). Для исследований в качестве легколетучей жидкости был принят толуол, измерения концентраций которого методом газожидкостной хроматографии достаточно просты и хорошо отработаны. Кроме того, толуол имеет низкую температуру кристаллизации, что позволяет проводить исследования в любое время года. Во время работы одного из воздушников остальные перекрываются заглушками.
В процессе исследований на опытной установке определялись характеристики выбросов при различных температурах жидкости в режимах "мерник" и "буферная емкость" и при учете температуры, атмосферного давления окружающего воздуха и фактической скорости ветра. Результаты исследований приведены в табл. 1.5. В результате измерений получены новые данные (табл. 1.4) о параметрах выбросов из воздушников. В частности, на выходе из воздушника диаметром 0,05 м в режиме "буферная емкость" скорость выброса при различной скорости ветра находится в интервале значений от 0,05 до 0,38 м/с. При повышении температуры толуола в емкости от 30 до 50С скорость выброса увеличивается в среднем с 0,09 до 0J 7 Vc. Концентрация толуола в паро-воздушноіі смеси на выходе из воздушника находится в пределах 20-60 г/м3 и существенно зависит от скорости ветра, диаметр воздушника влияет на концентрацию в меньшей степени. Значительное влияние на скорость выхода паров из воздушника оказывает степень герметичности газового (не заполненного жидкостью) пространства емкости. При наличии в верхней части емкости отверстия, площадь сечения которого примерно равна площади сечения воздушника, скорость паров увеличивается в 5-8 раз, т.е. до 0,3-1,2 м/с. В связи с большим количеством факторов с целью исключения влияния случайных ошибок и сокращения числа опытов исследования проводили но программе с использованием математического планирования. Статистическая обработка получаемых данных выполнена методом индуктивного регрессионного анализа. На основе обработки результатов опытов, приведенных в табл. 1.5, в режиме буферной емкости получено уравнение регрессии для расчета концентрации толуола (коэффициент множественной корреляции 0,830, остаточная дисперсия 9,612):
