Загрязняющих веществ по отраслям промышленности

Тепловые электростанции. Ожидаемое в ближайшие десятилетия истощение запасов нефти и газа ставит перед энергетиками задачу расширения доли использования твердого топлива, в особенности углей и сланцев низкого качества, запасов которых хватит на длительное время.

Эти виды топлива имеют пониженную теплотворную способность, повышенные зольность и содержание серы.

Отсюда следует, что в энергетике намечается тенденция увеличения удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

При сжигании углей средняя запыленность дымовых газов составляет 10 – 50 г/м ³.

Химический состав пыли (золы) зависит от месторождения угля, толщины пласта, содержания в угле пустой породы. Пыль состоит из SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, Cao, MgO, K₂O, Na₂O и содержит микропримеси соединений ванадия, ртути, свинца, мышьяка, радиоактивные и канцерогенные вещества.

Добыча минерального сырья. Осуществляется в шахтах или открытых разработках. Источниками загрязнения атмосферы являются терриконы, отвалы, открытые разрезы, участки погрузки, разгрузки и транспортировки сыпучих материалов. Выбросы в атмосферу происходят в результате поверхностного пыления. Тлеющие угольные отвалы и терриконы выделяют в атмосферу газы, содержащие CO, CO₂, H₂S, NO_x. При проведении взрывных работ образуется пылегазовое облако, содержащее пыль измельченной породы, CO, NO_x.

Черная металлургия. Предприятия черной металлургии оказывают крайне негативное воздействие на состояние атмосферного воздуха таких крупных городов Украины, как Алчевск, Днепропетровск, Донецк, Запорожье, Кривой Рог, Мариуполь и другие.

Основными источниками образования и выбросов в атмосферу являются следующие технологические процессы: подготовка сырья (обогащение, агломерация), производство кокса, доменное производство, производство стали, производство проката.

Доля неорганизованных выбросов в общем объеме выбросов предприятия достигает

10 – 26 %.

Агломерационное производство сопровождается выбросами агломерационных газов, в состав которых входят пыль, CO₂ – 4, 2%, CO – 0, 6-0, 9%, SO₂ - 0, 05%.

В процессе производства кокса имеют место выбросы в атмосферу коксового газа. Примерный состав коксового газа: CO₂ – 1, 6-3%, O₂ – 0, 4-0, 8%, C_mH_n – 2-2, 5%, CO – 5-6%, CH₄ – 24, 5-26, 5%, H₂ – 58-62%, N₂ – 2-3, 5%.

В доменном производстве имеют место выбросы в атмосферу продуктов сгорания из доменной печи (колошниковые газы), в процессах загрузки шихты, выпуска чугуна, охлаждения шлака. Колошниковый газ содержит: пыль – до 30 г/м³, CO – 23-40%, CO₂ – 15-22%, H₂ – 1, 5-6%, следы SO₂, H₂S.

На долю мартеновского производства в общем балансе пылегазовых выбросов сталеплавильных агрегатов приходится 75% пыли, 85% оксидов азота, 90% диоксида серы.

Запыленность дымовых газов составляет 0, 5-2 г/м³. Пыль на 85-88% состоит из оксидов железа, являющихся частично продуктами возгонки металла в реакционной зоне ванны, а частично – продуктами механического уноса дымовыми газами капель расплава. Количество частиц меньше 1 мкм достигает 70-85%.

Газы содержат следующие вредные примеси: СО – до 1%, образующегося в результате неполного окисления углерода, содержащегося в чугуне; SO₂ – окисление серы, содержащейся в чугуне; NO_х – окисление при высоких температурах N₂, содержащегося в воздухе.

В прокатном производстве выделение загрязняющих веществ в атмосферу, по сравнению с другими производствами заводов черной металлургии, значительно меньше.

Цветная металлургия. Существенный вклад в загрязнение воздушного бассейна предприятиями цветной металлургии вносят заводы по производству алюминия. Алюминий производят в две стадии: рафинирование бокситов (горная порода, состоящая, в основном, из гидратов глинозема) до оксида алюминия Al₂O₃ (глинозема); восстановление оксида алюминия в электролизерах.

Производство глинозема сопровождается выделением большого количества запыленных газов. Содержание пыли в газах от различного технологического оборудования может достигать 5-580 г/м³. Кроме пыли, отходящие газы содержат: HCl, HF, CO, SO₂.

Электролиз проводят в расплаве оксида алюминия (при температуре более 658º С) и криолита. Требуемый состав электролита поддерживается за счет добавок солей фтора. В ходе электролиза имеются потери из-за термодиссоциации криолита на его составляющие: фториды Na и Al, которые частично испаряются.

Удельный выброс загрязняющих атмосферу веществ: соединения фтора – до 20 кг/т, сернистые соединения – до 10-12 кг/т, смолистые вещества – до 11 кг/т, пыль – 30-85 кг/т.

Машиностроение. На машиностроительных предприятиях основными источниками загрязнения атмосферы являются следующие виды производства: сварка и тепловая резка металла, литейное производство, механическая обработка металлов, нанесение лакокрасочных покрытий.

При выполнении сварочных работ и тепловой резке металла в воздух выделяется сварочный аэрозоль. В составе которого в зависимости от вида сварки, марок электродов и флюса содержатся оксиды металлов (железа, марганца, хрома, ванадия, алюминия, цинка, меди и др.) в виде твердых частиц и газообразные соединения (фтористый водород, оксид углерода, оксиды азота, озон). Образующийся аэрозоль характеризуется мелкой дисперсностью – скорость витания частиц не превышает 0, 1 м/с.

Количество образующихся при сварке пыли и газов зависят от количества расходуемых электродов, а при резке – еще и от толщины разрезаемого материала.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в литейном производстве являются плавильные агрегаты, шихтовый двор, участки подготовки формовочных и стержневых смесей, разлива металла и очистки литья.

Чугунолитейные вагранки выделяют в атмосферу пыль, окись углерода, сернистый ангидрид, углеводороды, оксиды азота. Химический состав пыли: SiO₂ – 20-50%, CaO – 2-12%, Al₂O₃ – 0, 5-6%, MgO – 0, 5-4%, Fe₂O₃ + FeO – 10-36%, C – 30-45%. Размер частиц пыли – 5-150 мкм.

При разливе из вагранок металла в ковши 1 т чугуна в атмосферу выделяется около 130 г СО и 20 г графитовой пыли.

При разливе чугуна в формы в атмосферу выделяется 1 кг СО на 1 т отливки.

При плавке стали или чугуна в электродуговых печах выделяется меньшее количество, чем при плавке в вагранках, пыли, SO₂, CO (более 10 раз), NO_x.

Механическая обработка металлов (резание и абразивная обработка) сопровождается выделением в атмосферу пыли, туманов масел и эмульсий. Интенсивность пылеобразования при резании зависит от вида и мощности оборудования, скорости резания, величины подачи режущего инструмента, состава материала обрабатываемого изделия. Интенсивность пылеобразования при абразивной обработке зависит от мощности станка, глубины резания, диаметра шлифовального круга. Размер частиц пыли – 15-60 мкм.

При нанесении лакокрасочных покрытий выделение в атмосферу загрязняющих веществ зависит от способа нанесения покрытия, расхода окрасочного материала, доли содержания в нем растворителя, доли компонентов лакокрасочного материала, выделяющегося из него в процессе окраски и сушки.

Считается, что в процессе формирования лакокрасочного покрытия происходит практически полный переход легколетучей части растворителя в парообразное состояние.

Строительная промышленность. Производство кирпича включает: добычу, дроблении, просеивания сырьевых компонентов и составление шихты, формование кирпича, резку, сушку и обжиг.

Выбросы в атмосферу составляют:

- частицы мелкодисперсной сухой глины и ее примесей при погрузочно-разгрузочных

работах, транспортировке, дозировке, хранении;

- выбросы из печей от сгорании топлива, озоления и испарения примесей, находящихся в

глине.

Они содержат аэрозоли, SO₂, NO_x, CO, фториды. Средний удельный объем выбросов – 30-40 кг/т кирпича.

Производство цемента включает добычу, дробление и смешение исходных материалов, обжиг и дробление клинкера, охлаждение и фасовку готовой продукции. Сырьем для производства цемента является смесь известняка, глины или глинистых сланцев с добавками доменных или котельных шлаков. Смесь сырьевых компонентов (клинкер) обжигается во вращающихся печах, в которых топливо (уголь, нефть или газ) сжигают в нижнем торце печи.

Выбросы загрязняющих веществ происходят в процессе добычи, хранения, дробления, дозировки и транспортировки исходного сырья, при обжиге клинкера и его измельчении, при фасовке и погрузке цемента.

В атмосферу выбрасываются пыль и продукты сгорания, содержащие оксиды серы и азота.

Удельный выброс пыли при производстве извести на 1 т продукции составляет 190 кг.

Производство стекла включает подготовку сырьевых компонентов, получение шихты, ее варку в печи и формование. Распространение получили стекловаренные печи с прямым сжиганием газа или угля. В атмосферу выбрасываются:

- аэрозоли, возникающие при подготовке исходного сырья;

- аэрозоли из стекловаренных печей;

- сернистый ангидрид – образуется при сгорании серы, содержащейся в топливе, и при

разложении сульфатов в стекольной шихте, в основном сульфата натрия;

- диоксид азота – образуется путем термического связывания атмосферного азота в печи;

- фтористые соединения и мышьяк – из минеральных примесей в исходном сырье.

Бетон производят путем смешивания отмеренных доз песка, цемента, заполнителя и воды.

В атмосферу выбрасывается пыль, образующаяся при погрузке, разгрузке, транспортировке материалов, особенно цемента, так как цемент на 10-20% состоит из частиц размером менее 5 мкм.

Основными источниками загрязнения атмосферы при производстве железобетонных изделий являются места разгрузки железнодорожных вагонов с цементом, песком и щебнем, места разгрузки цемента в емкости пневмотранспортером, расходные бункера, бетоносмесители, емкости для приготовления и хранения смазочных материалов, посты ручной и полуавтоматической сварки арматуры.

Переработка нефти и хранение нефтепродуктов. Основные процессы, являющиеся источниками загрязнения атмосферы:

- каталитический крекинг – из регенератора и дожигателя СО выделяются оксиды серы,

азота, аэрозоли, углеводороды, аммиак;

- каталитический гидрокрекинг – при регенерации катализатора в короткие промежутки

времени могут выделяться СО, NH₃, H₂S;

- обогрев аппаратов – аэрозоли, SO₂, CO, NO_x, углеводороды, альдегиды;

- сжигание в факеле – CO, SO₂, NO_x;

- складирование и хранение – все резервуары, в которых находятся жидкости, содержащие легкие углеводороды, включая сырую нефть, являются потенциальными источниками утечки углеводородов в атмосферу. При изменении атмосферного давления резервуар «дышит». Выбросы углеводородов происходят при наполнении и опорожнении резервуаров, через уплотнение крышки.

Химическая промышленность, производство минеральных удобрений. На химических предприятиях производится более 70 000 видов готовой продукции. Вместе с побочными продуктами в производстве используется 500-600 тыс. химических соединений. Часто в качестве сырья для получения химических продуктов используются отходы других производств.

Основные выбросы химических предприятий: аэрозоли, оксиды серы, азота, углеводороды, оксид углерода. Большинство выбросов аэрозолей в химической промышленности образуется в процессах дробления, размола, синтеза (разложения), погрузки, упаковки и транспортировки готовой продукции.

Производство серной кислоты – основной источник выбросов оксидов серы; производство аммиака – оксидов азота; пластмасс – углеводородов; газовой сажи – оксида углерода.

При производстве удобрений главными загрязняющими веществами являются аэрозоли, содержащие соединения азота, фосфора и фтора.

При производстве мочевины выбросы содержат твердые частицы – до 150 кг/т, аммиак – до 14 кг/т, формальдегид – 10 г/т.

Суперфосфат получают путем обработки фосфоритовой руды кислотой. Главное загрязняющее атмосферу вещество – фтористые соединения в газообразном состоянии и в виде аэрозолей. Газообразные фториды могут выделяться из готовой продукции в течение 3-5 дней после изготовления.

Деревообработка. В атмосферу выделяются: при механической обработке древесины – опилки, шлифовальная пыль; при горячем прессовании, склеивании и сушке шпона – пары формальдегида, фенола, аммиака; при отделке изделий – пары ароматических углеводородов.

Складирование и сжигание бытовых отходов. Источниками загрязнения воздушного бассейна служат: мусорные свалки и мусоросжигательные заводы. С продуктами сгорания в атмосферу попадают пыль (150-250 мг/м³), SO₂ (50-200 мг/м³), HCl (200-1000 мг/м³), СО (до 0, 3%), альдегиды и органические кислоты (0, 3-1, 5%), канцерогенные вещества (6, 5-7 мг/т отходов), присутствуют следы HF и диоксинов.

Пищевая промышленность. Выбросы от данной отрасли существенно меньше, чем в других видах производства. Выбросы обусловлены обработкой сухих сыпучих продуктов (зерно, соль, сахар, крупа, крахмал) и термической обработкой продуктов (копчение, варка).

Выделение аэрозолей происходит при переработке сыпучих материалов при производстве крахмала – около3, 7 кг/т готовой продукции; на мельницах при помоле пшеницы и ржи – до 3, 2 кг/т; при помоле соевых бобов – до2, 2 кг/т; при переработке зерна на пиво и водку – 1, 4 кг/т.

Газообразные вещества – это различные спирты, альдегиды, неприятно пахнущие вещества.

Автомобильный транспорт. В автомобиле существует три вида выбросов: отработанные газы двигателей, картерные газы, топливные испарения. Наиболее объемными из них являются отработанные газы. Основными загрязняющими веществами отработанных газов являются оксид углерода, оксиды азота, несгоревшие углеводороды, диоксид серы, сажа, полициклические ароматические углеводороды, бенз(а)пирен.