Законодательная база Российской Федерации

ПРИКАЗ Ростехнадзора от 31.03.2005 N 182 "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ РАСЧЕТНОЙ ИНСТРУКЦИИ (МЕТОДИКИ) ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОСТАВА И КОЛИЧЕСТВА ВРЕДНЫХ (ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ) ВЕЩЕСТВ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ"

В соответствии с Положением о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июня 2004 г. N 401 "О Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, N 32, статья 3348), приказываю:

: В официальном тексте документа, видимо, допущена опечатка: Постановление Правительства Российской Федерации N 401 имеет дату принятия 30.07.2004

утвердить прилагаемую расчетную инструкцию (методику) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия.

Врио Руководителя
А.Б.МАЛЫШЕВ

УТВЕРЖДЕНА
Приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 31.03.2005 N 182

Расчетная инструкция по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия (далее - Методика), предназначена для определения на единой методологической основе состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом получении алюминия с использованием электролизеров с предварительно обожженными анодами и электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним и боковым токоподводом.

Методика используется при разработке проектов нормативов предельно допустимых выбросов, технических нормативов выбросов и инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при производстве алюминия в электролизерах с предварительно обожженными анодами и электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним и боковым токоподводом.

Расчет состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия, базируется на использовании данных материального баланса сырьевых компонентов, содержащих загрязняющие вещества.

Основой для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия являются данные организации (цеха, корпуса электролиза) о расходе и химическом составе фторсолей, обожженных анодов, эффективности укрытия, количестве огарков и содержании в них фтора и серы, съеме угольной пены и ее химическом составе, избытке электролита и др.

Под твердыми и газообразными фторидами подразумеваются, соответственно, плохо растворимые неорганические фториды и фтористый водород в пересчете на фтор.

Количество образующегося оксида углерода при известном расходе анодного материала определяется количеством кислорода, взаимодействующего с анодным материалом.

Под количеством оксида углерода, отходящего от электролизеров, подразумевается количество СО после дожигания в "огоньках" или горелках. При расчетах различают: количество оксида углерода, образующегося при горении анода; количество оксида углерода, отходящего от электролизера.

Для расчета коэффициента эффективности улавливания вредных веществ системой организованного отсоса Методика предполагает применение хронометража технологического состояния электролизера.

В соответствии с нормированием расхода сырья и материалов на технологические нужды при электролитическом производстве алюминия принимается,что пусковое сырье расходуется лишь на пропитку футеровки, а потери фторидов в газовую фазу учитываются в том количестве,которое расходуется на технологические нужды и входит в статью "приход фтора (П_ф)".

При пуске электролизеров после капитального ремонта все фторсодержащее сырье, предназначенное для этой операции, загружается в электролизер единовременно, а в балансе условно распределяется на весь срок службы электролизера и, соответственно, на все электролизеры корпуса.

Степень улавливания газообразных и твердых веществ в установке газоочистки определяется инструментально в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий как отношение количества уловленных веществ к количеству, поступающему в систему газоочистки:

(1)

где Э_в - эффективность улавливания вещества, доли ед.;

- количество вещества, поступающего на газоочистку, кг/т Аl;

- инструментально определенное количество вещества, поступающего в атмосферный воздух после газоочистки, кг/т Аl.

Коэффициент полезного использования (далее - КПИ) работы газоочистки определяется как отношение числа часов работы газоочистки к продолжительности периода работы соответствующего технологического оборудования, за который определяется величина выбросов:

(2)

- коэффициент полезного использования аппаратов газоочистки, доли ед.;

Т(го) - время работы газоочистки, час;

Т(то) - время работы технологического оборудования, час.

Средняя эффективность системы организованного отсоса определяется производственными службами с учетом хронометража за состоянием электролизеров и заданного значения эффективностей в каждом состоянии электролизера.

Количество газообразных фторидов, улавливаемых в системе газоочистки, определяется исходя из количества газообразных фторидов, поступающих на газоочистку, эффективности улавливания газообразных фторидов системой газоочистки и КПИ работы аппаратов улавливания фтористого водорода:

(35)

где - количество газообразных фторидов, уловленных в системе газоочистки, кг/т Аl;

- эффективность улавливания газообразных фторидов системой газоочистки, доли ед.;

- КПИ работы аппаратов газоочистки, доли ед.

Эффективность улавливания газообразных фторидов аппаратами газоочистки определяется как отношение количества уловленных газообразных фторидов к количеству газообразных фторидов, поступающих в систему газоочистки, по формуле:

(36)

где -инструментально определенное количество газообразных фторидов, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl;

определяются инструментальными методами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.

Расчетное количество газообразных фторидов на выходе из газоочистки определяется как разность между количеством газообразных фторидов, поступивших в систему газоотсоса, и количеством газообразных фторидов, уловленных в аппаратах газоочистки:

(37)

где - расчетное количество газообразных фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Общее количество газообразных фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух, определяется как сумма количества газообразных фторидов, выделяющихся в атмосферу корпуса электролиза, и количества газообразных фторидов, не уловленных аппаратами газоочистки:

(38)

где - общее количество газообразных фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Количество твердых фторидов, улавливаемых в системе газоочистки, определяется исходя из количества твердых фторидов, поступающих в систему газоочистки, эффективности улавливания твердых фторидов системой газоочистки и КПИ работы аппаратов газоочистки:

	(39)
	(40)

где - количество твердых фторидов,улавливаемых в аппаратах газоочистки, кг/т Аl;

- эффективность улавливания твердых веществ в аппаратах газоочистки, доли ед.;

- инструментально определенное количество твердых фторидов, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl.

определяются инструментальными методами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.

Расчетное количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, определяется как разность между количеством твердых фторидов, поступивших на очистку, и количеством твердых фторидов, уловленных в аппаратах очистки:

(41)

где - расчетное количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу с учетом оседания их на конструкциях корпуса, определяется как сумма количества твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу через аэрационные фонари, и твердых фторидов, не уловленных аппаратами газоочистки:

(42)

где - общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Источником образования оксида углерода является углерод анодной массы, который взаимодействует с кислородом по реакциям:

Суммарно эти реакции можно выразить уравнением:

(65)

Кроме кислорода, содержащегося в глиноземе, в указанных реакциях участвует кислород, содержащийся в других видах сырья (анодной массе, фтористых солях) и кислород воздуха, взаимодействующий с углеродом при разрушении корки как при выполнении различных технологических операций по обслуживанию электролизеров, так и при обвалах корки. Кроме того, некоторое количество анодного материала окисляется кислородом воздуха в зоне, где отсутствует алюминиевая обечайка, но еще нет корки электролита (для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом), а также в зоне, находящейся выше корки электролита и омываемой отсасываемым воздухом.

Количество кислорода, содержащегося в сырье, составляет в среднем 930 кг/т Аl (приложение 2). Расход анодной массы (углерода), как и количество образующихся оксидов углерода, зависит от протекания вторичных реакций, в частности реакции Будуара (64).

В реальных условиях доля углерода (от расхода анодной массы), подвергающегося окислению в период наличия корки на электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом, колеблется от 81 до 87% и в среднем составляет 84%, на электролизерах с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом колеблется от 83 до 87% и в среднем составляет 85%, на электролизерах с предварительно обожженными анодами колеблется от 87 до 92% и в среднем составляет 90%.

Количество образующегося под коркой СО рассчитывается по формуле:

(66)

где - количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl;

Р_ам - расход анодной массы, кг/т Аl;

- доля углерода, подвергшегося окислению под колоколом, доли ед.;

Р_О - количество кислорода, окисляющего углерод под колоколом, кг/т Аl.

Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом, образующийся в подколокольном пространстве оксид углерода в значительной степени поступает в систему газоотсоса и в горелке окисляется до диоксида углерода. Полнота протекания этого процесса определяется только коэффициентом использования горелок во времени (фактом горения газа в горелках). Остальная часть оксида углерода, количество которой обусловлено неполной эффективностью улавливания газа газосборным колоколом, поступает в атмосферу корпуса электролиза, но и в этом случае примерно половина оксида углерода окисляется до СО2 при горении анодного газа.

В зависимости от величины коэффициента эффективности улавливания анодных газов газосборным колоколом количество кислорода, участвующего в окислении углерода, рассчитывается по формуле (приложение 6 к Методике):

(67)

где 930 - количество кислорода, содержащегося в сырье и участвующего в первичном окислении углерода, кг.

Количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух через систему газоотсоса, рассчитывается по формуле:

(68)

где - количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух через систему газоотсоса, кг/т Аl;

- эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом, доли ед.;

- КПИ горелок во времени, доли ед.;

- эффективность дожигания оксида углерода, доли ед.

Эффективность улавливания анодных газов (оксида углерода, сернистых соединений и смолистых веществ) газосборным колоколом больше эффективности улавливания фторидов. Анодные газы образуются в зоне, расположенной непосредственно под газосборником, и даже при нарушенной корке электролита существенная часть анодных газов должна поступать в систему газоотсоса, в то время как фтористые соли при их загрузке на корку длительное время прогреваются, испаряются и гидролизуются. При этом продукты испарения и гидролиза выделяются в атмосферный воздух, минуя газосборник. При разрушении корки (обнажении поверхности расплава) продукты испарения и гидролиза электролита выносятся конвективным потоком в атмосферный воздух, также минуя газосборник, в большей степени, чем анодные газы.

Эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом определяется производственными службами в соответствии с данными оперативного контроля за состоянием воздушной среды в корпусах электролиза по следующей формуле:

(69)

где - эффективность улавливания анодныхгазов газосборником в период времени Т_n, доли ед.;

принимается в соответствии с приложением 9 к Методике;

Э_г принимается в соответствии с данными оперативного контроля за состоянием воздушной среды в корпусах электролиза.

Количество оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, определяется по формуле:

(70)

где - количество оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl;

- степень дожигания оксида углерода, выделяющегося помимо колокольного газосборника, доли ед.

С учетом фактического содержания оксида углерода в воздухе электролизных корпусов принимается равной 0,5.

Суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух, определяется как сумма количества СО, выделившегося в атмосферу корпуса электролиза, и количества СО, поступившего в систему газоотсоса:

(71)

где - суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с самообжигающимися анодами с боковым подводом тока, образующийся под коркой оксид углерода окисляется в "огоньке" до диоксида углерода. Полнота протекания этого процесса определяется только временем работы с разрушенной коркой и фактом горения газа в "огоньках".

Что касается доли углерода, которая взаимодействует с кислородом воздуха, то можно принять, что половина углерода окисляется до СО, а половина до СО2. В зависимости от эффективности системы газоотсоса часть выделяющегося оксида углерода поступает в атмосферу корпуса электролиза, а основное количество выбрасывается через дымовые трубы.

Количество образующегося под коркой СО рассчитывается по формуле (приложение 7 к Методике):

(72)

где - количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl;

Р_ам - расход анодной массы, кг/т Аl;

- доля углерода, подвергшегося окислению под коркой, Доли ед.;

Р_О - количество кислорода, окисляющего углерод под коркой, кг/т Аl:

Количество СО, образующегося над коркой, рассчитывается по формуле:

(74)

где - количество оксида углерода, образующегося при окислении анода кислородом воздуха выше корки электролита, кг/т Аl.

В работе электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом возможны следующие ситуации:

а) укрытие закрыто, "огонек" горит - межоперационный режим;

б) укрытие открыто, "огонек" горит - обслуживание анодного хозяйства;

в) укрытие закрыто, "огонек" не горит - обвалы корки, заплеснуто отверстие и т.п.;

г) укрытие открыто, корка разрушена, "огонек" не горит - выполнение различных операций по обслуживанию электролизера.

Количество оксида углерода, поступающее в систему газоотсоса, определяется по формуле:

(75)

где - доля оксида углерода, поступающего в систему газоотсоса, от количества, образующегося под коркой электролита (), доли ед.

(76)

где - доля времени горения огонька, доли ед.;

- доля неокислившегося СО, доли ед.

Количество оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, определяется по формуле:

	(77)
	(78)

где Д_CO - доля оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, от количества, образующегося под коркой электролита, доли ед.

Эффективность системы газоотсоса(Э(у)) рассчитывается по формуле:

(79)

Эффективность системы газоотсоса и эффективность дожигания оксида углерода в "огоньках" рекомендуется принимать в соответствии с приложением 10 к Методике, а Т_n и - по результатам хронометража или оперативной оценки.

Суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух, определяется как сумма количества СО, выделившегося в атмосферу корпуса электролиза, и количества СО, поступившего в систему газоотсоса:

(80)

где -количество оксида углерода,выбрасываемого в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с предварительно обожженными анодами, образующийся под коркой оксид углерода в значительной степени окисляется в "огоньке" до диоксида углерода. Полнота протекания этого процесса определяется только временем работы с разрушенной коркой и фактом горения газа в "огоньках".

Что касается доли углерода, которая взаимодействует с кислородом воздуха, то можно принять, что половина углерода окисляется до СО, а половина до СО2. В зависимости от эффективности системы газоотсоса часть выделяющегося оксида углерода поступает в атмосферу корпуса электролиза, а основное количество выбрасывается через дымовые трубы.

Количество образующегося под коркой СО рассчитывается по формуле (приложение 8 к Методике):

(81)

где - количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl;

- расход анодов, нетто, кг/т Аl;

- доля углерода, подвергшегося окислению под коркой электролита, доли ед.

Количество кислорода, окисляющего углерод под коркой (Р_О), рассчитывается по формуле:

(82)

Количество СО, образующегося над коркой электролита, рассчитывается по формуле:

(83)

где - количество оксида углерода, образующегося при окислении анода кислородом воздуха выше корки электролита, кг/т Аl.

В работе электролизеров с предварительно обожженными анодами возможны следующие ситуации:

а) укрытие закрыто, "огонек" горит - межоперационный режим;

б) укрытие открыто, "огонек" горит - обслуживание анодного хозяйства;

в) укрытие закрыто, "огонек" не горит - обвалы корки, заплеснуто отверстие и т.п.;

г) укрытие открыто, корка разрушена, "огонек" не горит - выполнение различных операций по обслуживанию электролизера.

Количество оксида углерода, поступающего в систему газоотсоса, определяется по формуле:

(84)

где - доля оксида углерода, поступающего в систему газоотсоса, от количества оксида углерода, образующегося под коркой электролита (), доли ед.

(85)

где - доля времени горения огонька, доли ед.

При тщательном соблюдении регламента обслуживания электролизеров доля времени горения"огонька" при операциях выливки металла (приложение 11 к Методике, позиции 3 - 7),а именно выливка металла и технологические замеры, смена анода и технологическая обработка, работа с неисправным укрытием, простой системы газоотсоса, работа с герметичным укрытием, может быть принята равной 0,985. При операциях 1 - 2 (регламентированная обработка, анодный эффект и его ликвидация) "огонек" не горит.

Таким образом, При этом формула (85) примет вид:

(86)

Количество оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, определяется по формуле:

(87)

где - доля оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, от количества оксида углерода, образующегося под коркой электролита, доли ед.

(88)

где Э(у) - эффективность системы газоотсоса, доли ед.

(89)

При подстановке значений формула (88) примет вид:

(90)

Эффективность системы газоотсоса и эффективность дожигания оксида углерода в "огоньках" принимается в соответствии с приложением 11 к Методике, а Т_n и - по результатам хронометража или оперативной оценки.

Суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух, определяется как сумма количества СО, выделившегося в атмосферу корпуса электролиза, и количества СО, поступившего в систему газоотсоса:

(91)

где - количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Основное количество серы поступает в процесс электролиза с анодным материалом. Остальное количество приходится на свежие и вторичные фтористые соли.

Доля серы,выделяющейся из электролизера в виде диоксида (), может быть инструментально определена в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Ориентировочно эта величина составляет: для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом - 0,77, для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом и электролизеров с предварительно обожженными анодами - 0,82. Количество диоксида серы, отходящего от электролизера, рассчитывается по формуле:

для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом:

(92)

для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом:

(93)

где P_S - количество диоксида серы, отходящего от электролизера, кг/т Аl;

- массовая доля серы в анодной массе, доли ед.;

- массовая доля серы в свежем криолите, доли ед.;

- массовая доля серы во фтористом алюминии, доли ед.;

- массовая доля серы во фтористом кальции, доли ед.;

- массовая доля серы в регенерационном криолите, доли ед.;

- массовая доля серы во флотационном криолите, доли ед.;

- доля серы, выделяющейся в виде диоксида, доли ед.;

- массовая доля серы во фторированном глиноземе, доли ед.;

0,5 - массовая доля серы в диоксиде серы, доли ед.

Для корпусов электролиза, оборудованных установками сухой очистки газов, сера поступает в электролизер вместе с фторированным глиноземом, который возвращается в процесс электролиза после газоочистки. Тогда формула (92) примет вид:

для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом:

; (94)

для электролизеров с предварительно обожженными анодами:

; (95)

В формулах (94) и (95):

P_s - количество диоксида серы, отходящего от электролизера, кг/т Аl;

- массовая доля серы в анодной массе, доли ед.;

- массовая доля серы в свежем криолите, доли ед.;

- массовая доля серы во фтористом алюминии, доли ед.;

- массовая доля серы во фтористом кальции, доли ед.;

- массовая доля серы в регенерационном криолите, доли ед.;

- массовая доля серы во фторированном глиноземе, доли ед.;

- массовая доля серы во флотационном криолите, доли ед.;

- доля серы, выделяющейся в виде диоксида, доли ед.;

0,5 - массовая доля серы в диоксиде серы, доли ед.

Количество сернистого ангидрида, поступающего в систему газоотсоса, рассчитывается по формулам:

для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом:

(96)

для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом и электролизеров с предварительно обожженными анодами:

(97)

где - количество диоксида серы, поступающего в систему газоотсоса, кг/т Аl.

Количество диоксида серы, улавливаемого в системе газоочистки, рассчитывается по формуле:

(98)

где -количество диоксида серы,улавливаемого в системе газоочистки, кг/т Аl;

- эффективность улавливания диоксида серы в аппаратах газоочистки, доли ед;

Эффективность улавливания диоксида серы в аппаратах газоочистки определяется как отношение количества уловленного диоксида серы к количеству диоксида серы, поступившего в систему газоочистки, по формуле:

(99)

где - инструментально определенное количество диоксида серы,соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl.

определяются инструментальными методами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.

Количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, определяется как разность между количеством диоксида серы, поступившего в систему газоотсоса, и количеством диоксида серы, уловленного в аппаратах очистки:

(100)

где - количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Количество диоксида серы, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, рассчитывается по формулам:

для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом:

(101)

для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом и электролизеров с предварительно обожженными анодами:

(102)

где - количество диоксида серы, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl.

Общее количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферный воздух, определяется как сумма количества диоксида серы, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, и количества диоксида серы, выбрасываемого в атмосферный воздух после газоочистки:

(103)

где - количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Следует учитывать, что содержание серы во фтористых солях приводится в пересчете на сульфат-ион, в котором массовая доля серы составляет 33,3%.

При работе сухой газоочистки с использованием рециркуляции диоксид серы не улавливается. В этом случае выброс серы равен:

(104)

Для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом в процессе электролиза смолистые вещества, образующиеся при коксовании анодной массы, выделяются в атмосферу корпуса электролиза при перестановке анодных штырей и под колокольный газосборник.

Количество смолистых веществ,выделяющихся под колокольный газосборник (Р_см), приведено в приложении 12 к Методике.

При применении "сухой" анодной массы возможно сокращение количества смолистых веществ, выделяющихся под колокольный газосборник (Р_см), примерно на 30% (уточняется экспериментально).

При сокращении расхода анодной массы (в сравнении с 540 кг/т Аl) следует учесть пропорциональное сокращение количества смолистых веществ, выделяющихся под колокольный газосборник.

Смолистые вещества различают как: образующиеся в процессе электролиза и отходящие от электролизеров.

Поступающие под колокольный газосборник смолистые вещества удаляются системой колокольного газоотсоса и большей частью сжигаются в горелке. Остальная часть (недожог) поступает в аппараты газоочистки.

Количество смолистых веществ, выделяющихся в зоне под колоколом (для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом), рассчитывается с учетом доли металла, производимого электролизерами разных типов ():

(105)

где Р_см - количество смолистых веществ, выделяющихся в зоне под колоколом, кг/т Аl;

- количество смолистых веществ, выделяющихся в зоне под колоколом при производстве i-той доли металла, кг/т Аl;

- доля металла,производимая электролизерами разных типов, доли ед.

Количество смолистых веществ, поступающих в горелку, определяется по формуле:

(106)

где - количество смолистых веществ,поступающих в горелку, кг/т Аl.

Количество смолистых веществ, поступающих в атмосферу корпуса электролиза, рассчитывается по формуле:

(107)

где - количество смолистых веществ,поступающих в атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl;

- количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферный воздух при перестановке штырей, кг/т Аl.

Количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферный воздух при перестановке штырей, может оцениваться из выражения:

(108)

где - диаметр лунки (может быть условно принят равным среднему диаметру участка штыря, запеченного в теле анода), дм;

h - средняя по электролизеру высота лунки (высота штыря в запеченной части анода), дм;

q - степень заполнения лунки, доли ед.;

с - содержание пека в анодной массе, загружаемой перед перестановкой штырей, доли ед.;

Р_жам - плотность жидкой анодной массы, кг/дм3;

k - выход кокса при быстром коксовании пека, доли ед.;

n_ш - количество переставляемых штырей в расчете на 1 т Аl.

Выход кокса при быстром коксовании пека (при коксовании пробок в отверстиях из-под штырей) на электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом ввиду высокой скорости нагрева и обжига пробки составляет 0,5 - 0,6 (50 - 60%) от массы пека.

Степень заполнения лунки в зависимости от свойств анодной массы и техники перестановки штырей может приниматься в диапазоне 0,6 - 1,0.

Количество переставляемых штырей в расчете на 1 т Аl определяется как количество штырей, переставляемых в электролизных корпусах за 1 смену (сутки), деленное на выпуск металла за тот же период времени.

Количество смолистых веществ, сгорающих в горелке электролизеров самообжигающимися анодами с верхним токоподводом, определяется эффективностью дожигания смолистых веществ и эффективностью использования горелок во времени по формуле:

(109)

где -количество смолистых веществ,сгорающих в горелке, кг/т Аl;

- эффективность дожигания смолистых веществ, доли ед.;

Э(г) - эффективность использования горелок во времени, доли ед.

Эффективность использования горелок во времени определяется как отношение времени работы горелочных устройств в режиме "горения" ко времени работы электролизера.

Эффективность дожигания смолистых веществ в горелке электролизеров самообжигающимися анодами с верхним токоподводом определяется экспериментально. Косвенная оценка эффективности дожигания смолистых веществ может быть выполнена по ее зависимости от температуры в горелке, измеряемой термопарой (приложение 13 к Методике). При этом принимается, что степень дожигания смолистых веществ равна степени дожигания бенз(а)пирена.

Количество смолистых веществ, поступающих на газоочистку, определяется как разность между :

(110)

где - количество смолистых веществ, поступающих на газоочистку, кг/т Аl.

Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом количество выделившихся под укрытие смолистых веществ рассчитывается по формуле:

(111)

где Р_см- количество смолистых веществ, выделяющихся через боковые поверхности анода, кг/т Аl;

Р_ам - удельный расход анодной массы, кг/т Аl;

Д_см - доля смолистых веществ,выделяющихся через боковые поверхности анода в зависимости от текучести анодной массы и температуры размягчения пека, доли ед.

Доля смолистых веществ (от расхода анодной массы), выделяющихся через боковые грани анода электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом, в зависимости от коэффициента текучести и температуры размягчения пека, определяется в соответствии с приложением 13 к Методике.

Смолистые вещества выделяются выше корки электролита и с отсасываемой газовоздушной смесью поступают в систему газоотсоса. Количество смолистых веществ, поступающих в систему газоотсоса, определяется по формуле:

(112)

где - количество смолистых веществ, поступающих в систему газоотсоса, кг/т Аl.

Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом:

(113)

где – количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl.

Для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом и для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом при расчете количества смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух через аэрационные фонари корпуса, может быть учтено их оседание на конструкциях корпуса электролиза (приложение 4 к Методике). Тогда для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом:

(114)

где - количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух через аэрационные фонари с учетом оседания их на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl;

- количество смолистых веществ, осевших на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl, рассчитывается в соответствии с рекомендациями по экспериментальному определению количества осаждающейся пыли в приложении 3, при отсутствии экспериментальных данных можно принять равным 0,2 от .

Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом:

(115)

где - количество смолистых веществ,поступающих в атмосферу корпуса электролиза, с учетом оседания их на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl;

- количество смолистых веществ, осевших на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl; рассчитывается в соответствии с приложением 4 к Методике.

Количество смолистых веществ, улавливаемых аппаратами газоочистки, рассчитывается по формуле:

(116)

где -количество смолистых веществ,улавливаемых аппаратами газоочистки, кг/т Аl;

Э(го) - КПИ аппаратов газоочистки, доли ед.;

- эффективность улавливания смолистых в аппаратах газоочистки, доли ед.

Эффективность улавливания смолистых веществ аппаратами газоочистки определяется как отношение уловленного количества смолистых веществ к количеству смолистых веществ, поступающих в систему газоочистки, по формуле:

(117)

где - количество смолистых веществ, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl, определяемые в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.Расчетное количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, определяется как разность между количеством смолистых веществ, поступивших в систему газоотсоса, и количеством смолистых веществ, уловленных в аппаратах очистки:

(118)

где - количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Суммарное количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух с учетом оседания их на конструкциях корпуса электролиза, рассчитывается по формуле:

(119)

где -количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, кг/т Аl.

Бенз(а)пирен входит в состав смолистых веществ. Соответственно, количество бенз(а)пирена, выделяющегося под укрытие электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом, рассчитывается исходя из количества смолистых веществ, выделяющихся под укрытие, и содержания в них бенз(а)пирена:

(120)

где Р_бп - количество бенз(а)пирена, выделяющегося под укрытие, кг/т Аl;

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах (здесь и далее доля бенз(а)пирена в смолистых веществах определяется экспериментально в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий), доли ед.

Количество бенз(а)пирена, улавливаемого аппаратами газоочистки, рассчитывается по формуле:

(121)

где - количество бенз(а)пирена, улавливаемого аппаратами газоочистки, кг/т Аl;

Э(го) - КПИ аппаратов газоочистки, доли ед.;

-эффективность улавливания бенз(а)пирена в аппаратах газоочистки, доли ед.

Эффективность улавливания бенз(а)пирена аппаратами газоочистки определяется как отношение уловленного количества бенз(а)пирена к количеству бенз(а)пирена, поступающего в систему газоочистки, по формуле:

(122)

где - инструментально определенное количество бенз(а)пирена, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl.

определяются инструментальными методами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.

Расчетное количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, рассчитывается как разность между количеством бенз(а)пирена, поступившего в систему газоочистки, и количеством бенз(а)пирена, уловленного в аппаратах газоочистки:

(123)

где - количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Выбросы бенз(а)пирена определяются исходя из выбросов смолистых веществ и содержания бенз(а)пирена в смолистых веществах, определяемого инструментально в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий:

	(124)
	(125)

где - количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух через аэрационные фонари с учетом оседания его на конструкциях корпуса электролиза (приложение 4 к Методике), кг/т Аl;

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, выбрасываемых в атмосферный воздух через аэрационные фонари корпуса электролиза, доли ед.;

-количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl;

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Общее количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух, рассчитывается по формуле:

(126)

где - общее количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух, кг/т Аl.

При двухступенчатой очистке расчет ведется по схеме, описанной в разделе III.

В связи с тем, что при сухой очистке газов в очищаемый газ перед реактором и рукавным фильтром подается глинозем в количестве, создающем концентрации пыли во много раз большие, чем концентрация электролизной пыли, выброс пыли после сухой очистки определяется на основании данных по остаточной запыленности газов, определяемой в инструментальными замерами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Количество пыли, выбрасываемой после газоочистки, определяется по формуле:

(127)

где - количество пыли,выбрасываемой после очистки, кг/т Аl;

С_п - концентрация пыли в очищенных газах, мг(3)/нм ;

Q - объем очищенных газов, нм(3) /т Аl.

Наиболее приближенные к реальным данные по количеству электролизной пыли, отходящей от электролизеров, получают исходя из количества твердых фторидов и их усредненного содержания в пыли, которое определяется производственными службами. В соответствии с этим количество электролизной пыли, поступающей на газоочистку, рассчитывается по формуле:

(128)

где - количество электролизной пыли, поступающей в систему газоотсоса, кг/т Аl;

- массовая доля фтора в пыли, поступающей в систему газоотсоса, доли ед.

Массовая доля фтора в электролизной пыли определяется инструментальными методами (по анализу проб фонарных газов) в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. При отсутствии таких данных могут использоваться данные, полученные при анализе проб пыли, отобранных у кабины крановщика.

Количество электролизной пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса электролиза, рассчитывается по формуле:

(129)

где - количество электролизной пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl;

- массовая доля фтора в пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса электролиза, доли ед.

При расчете количества электролизной пыли, выбрасываемой через аэрационные фонари, может учитываться оседание ее на конструкциях корпуса электролиза (приложение 4 к Методике), тогда:

(130)

где - количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферный воздух через аэрационные фонари с учетом оседания ее на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl;

-количество электролизной пыли, осевшей на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl; рассчитывается в соответствии с приложением 4 к Методике.

Количество электролизной пыли, улавливаемой аппаратами газоочистки, рассчитывается по формуле:

(131)

где -количество электролизной пыли, уловленной аппаратами газоочистки, кг/т Аl.

Количество электролизной пыли,не уловленное в аппаратах газоочистки (), определяется инструментальными методами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.

Эффективность улавливания электролизной пыли в аппаратах газоочистки (за исключением сухой очистки) определяется как отношение уловленного количества пыли к количеству, поступившему в систему газоочистки, по формуле:

(132)

где и - инструментально определяемое количество электролизной пыли, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl, определяются инструментальными методами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий.

При сухой очистке газов на выходе из рукавных фильтров в пыли, наряду с электролизной пылью, содержится глинозем в количестве, соответствующем проскоку его через фильтровальный материал.

Поэтому здесь не отражает количество электролизной пыли на выходе из газоочистки. В связи с этим при сухой очистке эффективность улавливания электролизной пыли в газоочистке принимается равной эффективности улавливания твердых фторидов.

Количество общей пыли, выбрасываемой после сухой газоочистки, находят исходя из инструментально определяемой остаточной запыленности и количества газов.

Расчетное количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферный воздух после очистки, определяется как разность между количеством пыли, поступившей в систему газоочистки, и количеством пыли, уловленной в аппаратах газоочистки:

(133)

где - количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl.

Суммарное количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферный воздух с учетом оседания ее на конструкциях корпуса электролиза, рассчитывается по формуле:

(134)

где - количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферный воздух, кг/т Аl.

При двухступенчатой очистке расчет ведется по схеме, описанной в разделе III.

Выбросы пыли неорганической определяют исходя из выбросов общей пыли и содержания в ней фторсолей:

для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним и боковым токоподводом:

	(135)
	(136)

для электролизеров с предварительно обожженными анодами:

	(137)
	(138)

Суммарный выброс пыли неорганической составляет:

(139)

где - общее количество пыли неорганической, выбрасываемой в атмосферный воздух, кг/т Аl.

При необходимости из пыли неорганической может быть выделен оксид алюминия.

В этом случае руководствуются методическими рекомендациями НИИ Атмосфера (от 16.08.2000 N 527н/33-07), в соответствии с которыми предлагается дифференцировать промышленный глинозем на основные компоненты:

-Аl2О3 - корунд;

-Аl2О3 - оксид алюминия;

остальные компоненты - пыль неорганическая с содержанием SiO2 < 20%.

Содержание указанных компонентов в выбросах промышленного глинозема может определяться экспериментально, приниматься по паспортным данным или другим материалам, обосновывающим его состав.

Тогда:

	(140)
	(141)
	(142)
	(143)

где - количество оксида алюминия, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl;

- количество оксида алюминия, выбрасываемого в атмосферу корпуса электролиза и далее в атмосферный воздух через аэрационные фонари электролизных корпусов, кг/т Аl;го2

- количество корунда, выбрасываемого в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl;

- количество корунда, выбрасываемого в атмосферу корпуса электролиза и далее в атмосферный воздух через аэрационные фонари электролизных корпусов, кг/т Аl;

- содержание углерода в пыли после газоочистки, доли ед.;

- содержание углерода в пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса электролиза, доли ед.;

К_1 - содержание -Al2O3 в промышленном глиноземе, доли ед.;

К_2 - содержание -Al2O3 в промышленном глиноземе, доли ед.

Аналогично может выполняться расчет выбросов составляющих компонентов пыли и для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним и боковым токоподводом. В этом случае при расчете Р_неорг и Р_оа учитывается наличие в пыли смолистых веществ.

Приложение 1
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава и количества
вредных (загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный воздух
при электролитическом
производстве алюминия

Э(го) - эффективность газоочистки

Д(гк) - доля того или иного вещества в зоне под газосборным колоколом

К(ак) - количество вещества, поступающего в атмосферу корпуса

К_CO - количество оксида углерода

Р_ам - расход анодной массы (анодного материала)

Р_оа - расход анодов

П_ф - приход фтора

- расход фтора в виде пыли и газа, кг/т Аl

- приход свежего криолита в пересчете на фтор, кг/т Аl

П_кс - приход свежего криолита, кг/т Аl

- массовая доля фтора в свежем криолите, доли ед.

- приход фторида алюминия в пересчете на фтор, кг/т Аl

П_a - приход фтористого алюминия, кг/т Аl

- массовая доля фтора во фтористом алюминии, доли ед.

- приход фтористого кальция в пересчете на фтор, кг/т Аl

П_к - приход фтористого кальция, кг/т Аl

- массовая доля фтора во фтористом кальции, доли ед.

- приход вторичного криолита (поступающего из внешних источников) в пересчете на фтор, кг/т Аl

П_вт - приход вторичного криолита, кг/т Аl

- массовая доля фтора во вторичном криолите, доли ед.

- приход регенерационного криолита в пересчете на фтор, кг/т Аl

П_кр - приход регенерационного криолита, кг/т Аl

- массовая доля фтора в регенерационном криолите,доли ед.

– приход фтора с фторированным глиноземом(при сухой очистке газов), кг/т Аl

массовая доля фтора во фторированном глиноземе, доли ед.

П_гл - количество фторированного глинозема, кг/т Аl

- приход флотационного криолита в пересчете на фтор, кг/т Аl

П_кф - приход флотационного криолита, кг/т Аl

- массовая доля фтора во флотационном криолите, доли ед.

П_см - смешанный криолит, кг/т Аl

- приход криолита в пересчете на фтор на пуск электролизеров, кг/т Аl

- транспортные потери фтора, кг/т Аl

- потери фтора в виде перфторуглеродов, кг/т Аl

_в - частота анодных эффектов, шт./сутки

t_в - средняя продолжительность анодных эффектов, мин.

В - среднесуточная производительность электролизера, т/сутки

- потери фтора со снимаемой угольной пеной, кг/т Аl

Р_ф - количество снятой угольной пены, кг/т Аl

- массовая доля фтора в угольной пене, доли ед.

- потери фтора с избытком электролита, кг/т Аl

- избыток электролита, кг/т Аl

- массовая доля фтора в электролите, доли ед.

- потери фтора с анодными огарками, кг/т Аl

Р_ог - количество извлекаемых анодных огарков, кг/т Аl

- массовая доля фтора в анодных огарках, доли ед.

- расход фтора на пропитку футеровки, кг/т Аl

- доля фтора, соответственно, в подовых, бортовых блоках угольной футеровки, цоколе и бровке, доли ед.

Q_п, Q_б, Q_ц, Q_бр - соответственно количество отработанной футеровки в подовых, бортовых блоках, цоколе и бровке, кг/т Аl

- количество фторидов,поступающих в систему организованного отсоса, кг/т Аl

Э(у) - эффективность улавливания газов укрытием, доли ед.

- эффективность улавливания газов газосборным колоколом, доли ед.

- количество фторидов, поступающих в атмосферу корпуса, кг/т Аl

Т_1, Т_2, ..., Т_10 - доли продолжительности каждого состояния электролизеров, доли ед.

- соответственно доля газообразных и твердых фторидов в общем количестве фторидов, поступающих в систему газоотсоса, доли ед.

- соответственно доля газообразных и твердых фторидов в общем количестве фторидов, поступающих в атмосферу корпуса, доли ед.

- количество газообразных фторидов, поступающих в систему газоотсоса, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, поступающих в систему газоотсоса, кг/т Аl

- количество газообразных фторидов,поступающих в атмосферу корпуса, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, поступающих в атмосферу корпуса, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу через аэрационные фонари, с учетом оседания их на конструкциях корпуса, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, осевших на конструкциях корпуса, кг/т Аl

F_газ - количество газообразных фторидов, отходящих от электролизеров, кг/т Аl

F_тв - количество твердых фторидов, отходящих от электролизеров, кг/т Аl

- количество газообразных фторидов, уловленных в системе газоочистки, кг/т Аl

- эффективность улавливания газообразных фторидов системой газоочистки, доли ед.

Э(го) - КПИ работы аппаратов газоочистки, доли ед.

- инструментально определенное количество газообразных фторидов,соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl

-расчетное количество газообразных фторидов, выбрасываемых в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- общее количество газообразных фторидов, выбрасываемых в атмосферу, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, улавливаемых в аппаратах газоочистки, кг/т Аl

-инструментально определенное количество твердых фторидов, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl

- эффективность улавливания твердых фторидов в аппаратах газоочистки, доли ед.

- расчетное количество твердых фторидов,выбрасываемых в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу, кг/т A1

- количество твердых фторидов, уловленных в системе двухступенчатой очистки, кг/т Аl

- время работы обеих ступеней двухступенчатой очистки, час (режим 1)

- время работы первой ступени очистки(электрофильтра) при простое второй ступени (скруббера), час (режим 2)

- время работы второй ступени очистки (скруббера) при простое первой ступени (электрофильтра), час (режим 3)

- время полного простоя газоочистки, час (режим 4)

- эффективность улавливания твердых фторидов в электрофильтре, доли ед.

- эффективность улавливания твердых фторидов в аппаратах мокрой очистки при работающем электрофильтре, доли ед.

- эффективность улавливания твердых фторидов в аппаратах мокрой очистки при неработающем электрофильтре, доли ед.

- эффективность улавливания твердых фторидов в скруббере при работающем электрофильтре, доли ед.

- эффективность улавливания твердых фторидов в скруббере при неработающем электрофильтре, доли ед.

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после электрофильтра, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после аппаратов мокрой очистки при работающем электрофильтре, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после аппаратов мокрой очистки при неработающем электрофильтре, кг/т Аl

-инструментально определенное количество газообразных фторидов, соответственно, на входе и выходе из сухой газоочистки, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, уловленных в аппаратах сухой газоочистки, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после скруббера при работающем электрофильтре, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после скруббера при неработающем электрофильтре, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после двухступенчатой очистки, кг/т Аl

- количество газообразных фторидов, уловленных в аппаратах сухой газоочистки, кг/т Аl

-эффективность улавливания газообразных фторидов аппаратами сухой газоочистки, доли ед.

Э(гос) - коэффициент полезного использования работы аппаратов сухой газоочистки, доли ед.

- количество твердых фторидов, уловленных в аппаратах сухой газоочистки, кг/т Аl

- эффективность улавливания твердых фторидов аппаратами сухой газоочистки, доли ед.

- расчетное количество газообразных фторидов, поступивших на мокрую очистку после сухой очистки, кг/т Аl

- расчетное количество твердых фторидов, поступивших на мокрую очистку после сухой очистки, кг/т Аl

-количество газообразных фторидов,уловленных в аппаратах мокрой очистки, кг/т Аl

-эффективность улавливания газообразных фторидов аппаратами мокрой очистки, доли ед.

Э(гом) - коэффициент полезного использования работы аппаратов мокрой очистки, доли ед.

-инструментально определенное количество газообразных фторидов, соответственно, на входе и выходе из мокрой газоочистки, кг/т Аl

-расчетное количество газообразных фторидов, выбрасываемых в атмосферу после мокрой очистки, кг/т Аl

- эффективность улавливания твердых фторидов в аппаратах мокрой очистки, доли ед.

-инструментально определенное количество твердых фторидов, соответственно, на входе и выходе из аппаратов мокрой очистки, кг/т Аl

- количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу после мокрой очистки, кг/т Аl

- количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl

Р_ам - расход анодной массы, кг/т Аl

- доля углерода, подвергшегося окислению под колоколом, доли ед.

Р_О - количество кислорода, окисляющего углерод под колоколом, кг/т Аl

- количество оксида углерода, образующегося при окислении анода кислородом воздуха выше корки электролита, кг/т Аl

- доля оксида углерода, поступающего в систему отсоса, от количества, образующегося под коркой электролита (), доли ед.

- доля времени горения огонька, доли ед.

- доля неокислившегося СО, доли ед.

- доля оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса, от количества, образующегося под коркой электролита, доли ед.

- эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом, доли ед.

- количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферу через систему газоотсоса, кг/т Аl

- эффективность улавливания оксида углерода газосборным колоколом, доли ед.

Э(г) – коэффициент полезного использования горелок во времени, доли ед.

- эффективность дожигания оксида углерода, доли ед.

- эффективность улавливания анодных газов газосборником в период времени Т_n , доли ед.

- количество оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса, кг/т Аl

- степень дожигания оксида углерода, выделяющегося помимо колокольного газосборника, доли ед.

- суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферу, кг/т Аl

P_S -количество диоксида серы, отходящего от электролизера, кг/т Аl

- массовая доля серы в анодах, доли ед.

- массовая доля серы в анодной массе, доли ед.

- массовая доля серы в свежем криолите, доли ед.

- массовая доля серы во фтористом алюминии, доли ед.

- массовая доля серы во фтористом кальции, доли ед.

- массовая доля серы в регенерационном криолите, доли ед.

- массовая доля серы во фторированном глиноземе, доли ед.

- массовая доля серы во флотационном криолите, доли ед.

- доля серы, выделяющейся в виде диоксида, доли ед.

- количество диоксида серы,поступающего в систему газоотсоса, кг/т Аl

- количество диоксида серы,улавливаемого в системе газоочистки, кг/т Аl

- эффективность улавливания диоксида серы в аппаратах газоочистки, доли ед.

- инструментально определенное количество диоксида серы, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl

- количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- количество диоксида серы,поступающего в атмосферу корпуса, кг/т Аl

- общее количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферу, кг/т Аl

Р_см - количество смолистых веществ,выделяющихся в зоне под колоколом, кг/т Аl

- количество смолистых веществ, выделяющихся в зоне под колоколом при производстве i-той доли металла, кг/т Аl

-доля металла, производимая электролизерами разных типов, доли ед.

- количество смолистых веществ, поступающих в горелку, кг/т Аl

- количество смолистых веществ, поступающих в атмосферу корпуса, кг/т Аl

– количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферу при перестановке штырей, кг/т Аl

- количество смолистых веществ, поступающих в атмосферу корпуса, с учетом оседания их на конструкциях корпуса, кг/т Аl

Д_см - доля смолистых веществ, выделяющихся через боковые поверхности анода в зависимости от текучести анодной массы, доли ед.

d_л - диаметр лунки (средний диаметр участка штыря, запеченного в теле анода), дм

h - средняя по электролизеру высота лунки (высота штыря в запеченной части анода), дм

q - степень заполнения лунки, доли ед.

с - содержание пека в анодной массе, загружаемой перед перестановкой штырей, доли ед.

_жам - плотность жидкой анодной массы, кг/дм3

k - выход кокса при быстром коксовании пека, доли ед.

n_ш - количество переставляемых штырей в расчете на 1 т Аl

- количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферу через аэрационные фонари с учетом оседания их на конструкциях корпуса, кг/т Аl

- количество смолистых веществ, осевших на конструкциях корпуса, кг/т Аl

- количество смолистых веществ, сгорающих в горелке, кг/т Аl

- эффективность дожигания смолистых веществ, доли ед.

- эффективность использования горелок во времени, доли ед.

Р_см - количество смолистых веществ, поступающих на газоочистку, кг/т Аl

- количество бенз(а)пирена, поступающего на газоочистку, кг/т Аl

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, выделяющихся в атмосферу корпуса, доли ед.

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, поступающих на газоочистку, доли ед.

- количество смолистых веществ, улавливаемых аппаратами газоочистки, кг/т Аl

- эффективность улавливания смолистых веществ в аппаратах газоочистки, доли ед.

- количество смолистых веществ соответственно на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl

- количество смолистых веществ, выбрасываемых в атмосферу после очистки, кг/т Аl

-количество смолистых веществ,выбрасываемых в атмосферу, кг/т Аl

- количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферу через аэрационные фонари с учетом оседания его на конструкциях корпуса, кг/т Аl

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, выбрасываемых в атмосферу через аэрационные фонари корпуса, доли ед.

- количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, выбрасываемых в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- общее количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферу, кг/т Аl

- количество электролизной пыли, поступающей в систему газоотсоса, кг/т Аl

- массовая доля фтора в пыли, поступающей в систему газоотсоса, доли ед.

- количество электролизной пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса, кг/т Аl

- массовая доля фтора в пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса, доли ед.

- количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферу через аэрационные фонари с учетом оседания ее на конструкциях корпуса, кг/т Аl

количество электролизной пыли, осевшей на конструкциях корпуса, кг/т Аl

- количество электролизной пыли, уловленной аппаратами газоочистки, кг/т Аl

- инструментально определяемое количество электролизной пыли соответственно на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl

- количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- общее количество электролизной пыли, выбрасываемой в атмосферу, кг/т Аl

- эффективность улавливания электролизной пыли, доли ед.

- количество пыли неорганической, выбрасываемой в атмосферу после очистки, кг/т Аl

- количество пыли неорганической, поступающей в атмосферу корпуса и далее в атмосферу через аэрационные фонари электролизных корпусов, кг/т Аl

- общее количество пыли неорганической,выбрасываемой в атмосферу, кг/т Аl

Приложение 2
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава и количества
вредных (загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный воздух
при электролитическом
производстве алюминия

В корпусе электролиза действуют 90 электролизеров. Для хронометража выбраны 4 группы электролизеров:

1 группа состоит из 3 электролизеров, характеризующих работу 10% ванн, работающих в расстроенном технологическом режиме (9 шт.);

2 группа состоит из 2 электролизеров, характеризующих работу 5,56% ванн, работающих в пусковом режиме (5 шт.);

3 группа состоит из 5 электролизеров, характеризующих работу 80% ванн, работающих в нормальном технологическом режиме (72 шт.);

4 группа состоит из 2 электролизеров, характеризующих работу 4,44% ванн, работающих в режиме подготовки к отключению на капремонт (4 шт.).

Эффективность укрытий отдельных электролизеров по первой группе составила:

Средняя эффективность укрытий первой группы составляет:

Эффективность укрытий отдельных электролизеров по второй группе составила:

Средняя эффективность укрытий второй группы составляет:

Эффективность укрытий отдельных электролизеров по третьей группе составила:

Средняя эффективность укрытий третьей группы составляет:

Эффективность укрытий отдельных электролизеров по четвертой группе составила:

Средняя эффективность укрытий четвертой группы составляет:

Средняя эффективность по корпусу будет равна:

При проведении хронометража оценивается период работы электролизеров при состояниях, указанных в таблицах 1, 2 и 3.

Доля продолжительности каждого состояния определяется как:

где t_n - продолжительность n-го состояния за период времени t, мин.;

t - общее время хронометражного наблюдения за электролизерами, мин.

Сумма долей продолжительности каждого периода в общем времени работы электролизера

Эффективность системы газоотсоса в каждом состоянии рекомендуется принимать в соответствии с данными таблицы 1.

При внедрении систем автоматизированного питания глиноземом исключается операция "Регламентированная обработка" (табл. 1, позиция 1). Эффективность улавливания фторидов газосборным колоколом при герметичном газосборнике (позиция 10) при повышении технологической дисциплины и уровня эксплуатации может достигать 0,96.

Расчет ведется по формуле:

Таблица 1

Рекомендуемые значения эффективности улавливания фторидов и анодных газов газосборным колоколом для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом

N п/п	Состояние электролизеров	Эффективность улавливания,, доли ед.
		фторидов	анодных газов
1	Регламентированная обработка	0,35	0,60
2	Анодный эффект и его ликвидация	0,35	0,80
3	Выливка металла, технологические замеры	0,60	0,85
4	Технологическая обработка	0,35	0,50
5	Работа с неисправным и ремонтируемым газосборником	0,60	0,60
6	Утечки газа через неплотности ("дымки")	0,43	0,85
7	Обвалы корки ("огоньки")	0,43	0,85
8	Ремонт пояса подвески колокола	0,10	0,10
9	Простой системы газоотсоса	0,00	0,00
10	Работа с герметичным газосборником	0,92	0,98

Таблица 2

Эффективность системы газоотсоса при различных состояниях электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом

Расчет ведется по формуле:

Таблица 3

Эффективность системы газоотсоса при различных состояниях электролизера с предварительно обожженными анодами

N п/п	Состояние электролизера	Эффективность укрытий, , доли ед.
1.	Регламентированная обработка	0,75
2.	Анодный эффект и его ликвидация	0,75
3.	Выливка металла и технологические замеры	0,60
4.	Смена анода и технологическая обработка	0,60
5.	Работа с неисправным укрытием	0,65
6.	Простой системы газоотсоса	0,00
7.	Работа с герметичным укрытием	0,98

Кроме того, в каждом состоянии оценивается время горения газа в "огоньке".

Приложение 3
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава и количества
вредных (загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный воздух
при электролитическом
производстве алюминия

Для цехов, оборудованных электролизерами с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом, при внедрении систем автоматизированного питания глиноземом исключается операция "Регламентированная обработка" (позиция 1).

Приложение 4
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава и количества
вредных (загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный воздух
при электролитическом
производстве алюминия

При расчете количества пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса электролиза (), и ее составляющих (смолистых веществ – , фтора – , бенз(а)пирена – ) может быть учтено оседание их на конструкциях корпуса электролиза:

где - количество пыли, выделяющейся в атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl;

- количество пыли, осевшей на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl.

Аналогично можно определить количество составляющих пыли -

Для уточнения количества осаждающейся пыли целесообразно проводить его экспериментальное определение в конкретных условиях организации.

С этой целью рекомендуется:

выбрать представительный участок электролизного корпуса, отстоящий не менее чем на 50 м от торца корпуса и на такое же расстояние от соединительного коридора;

изготовить пылесборники в виде поддонов из листового алюминия шириной 0,5 м и длиной 1 м с отбортовками высотой 5 см для размещения на горизонтальных поверхностях; для размещения на вертикальных поверхностях пылесборник должен иметь такие отбортовки с трех сторон (с верхней и с двух боковых), а снизу отбортовка выполняется в виде сборного желоба;

развесить пылесборники на стенах выбранного участка корпуса ориентировочно на середине высоты от напольных решеток до горловины аэрационного фонаря - не менее 5 шт. на каждой стене на расстоянии 10 м друг от друга;

разместить не менее 10 пылесборников горизонтально на фермах в горловине аэрационного фонаря таким образом, чтобы на каждой ферме располагалось по 2 пылесборника - каждый на расстоянии от края горловины, равном около 0,25 ширины горловины аэрационного фонаря;

расположить пылесборники горизонтально на крыше аэрационного фонаря между фрамугами и ветровыми щитами не менее чем по 5 шт. на каждой стороне корпуса электролиза на расстоянии 10 м друг от друга; эти пылесборники необходимо располагать под навесами во избежание попадания в них атмосферных осадков.

Пылесборники размещают указанным выше образом сроком на 2 - 4 недели (срок тщательно регистрируется). Через две недели осуществляют контрольную проверку. Если в пылесборниках обнаруживают значимое количество пыли, их снимают, если пыли мало, оставляют еще на такой же срок. Из снятых пылесборников пыль количественно переносят в емкости, взвешивают, квартуют и отбирают представительные пробы для анализа на твердые фториды, смолистые вещества и бенз(а)пирен.

Найденное количество определяемого компонента пересчитывают на площадь стен и строительных конструкций корпуса и учитывают при расчете выбросов по формуле:

где - количество пыли, осажденной на пылесборниках за период времени t, кг;

S_сб - площадь пылесборников, м2;

S_констр - площадь поверхности осаждения стен и строительных конструкций электролизного корпуса, м;

- выпуск алюминия исследуемым корпусом электролиза за период времени t, сут.

Приложение 5
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

Баланс фтора, кг/т Аl

для ВТ
для БТ и ОА

Приложение 6
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

В соответствии с уравнением (65), если за Х принять объемную долю оксида углерода при сумме долей СО2 + СО = 1,

1,5 х 32 кг
930 кг

Можно составить пропорцию:

Откуда следует:

В свою очередь из пропорции:

следует:

При = 0,84:

Аналогично:

Соответственно, объем первичного образующегося оксида углерода:

Масса кислорода воздуха, взаимодействующая с образованием оксида углерода:

Суммарное количество кислорода, реагирующего с углеродом в подколокольном пространстве, составит:

Объем первично образующегося диоксида углерода:

Суммарный нормальный объем первично образующегося анодного газа:

При температуре электролита 962 град. С физический объем анодного газа:

При эффективности газосборного колокола в атмосферу корпуса электролиза выделится м3 анодного газа.

Освобождающийся объем заполняется воздухом, который нагревается до 500 град. С. В этом случае физический объем воздуха оказывается в 2,6 раза больше, чем натуральный.

Нормальный объем воздуха:

Объем содержащегося в воздухе кислорода:

Масса кислорода воздуха, поступающего под колокольный газосборник:

При неблагоприятных условиях горения коэффициент избытка воздуха принимается равным 1,7.

Приложение 7
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

Из баланса анодного материала следует, что 9,4% углерода окисляется воздухом.

Принимается, что половина этого количества взаимодействует под коркой электролита, и, в свою очередь, половина углерода под коркой окисляется до СО. Количество кислорода, окисляющего углерод до СО под коркой, составит:

Количество кислорода, окисляющего углерод до СО2, составит:

Суммарное количество кислорода, реагирующего с углеродом под коркой электролита, составит:

Всего количество кислорода, реагирующего под коркой, составляет:

Количество оксида углерода, образующегося при взаимодействии кислорода воздуха с углеродом над коркой, составляет:

Приложение 8
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

В соответствии с уравнением (65):

1,5 х 32 кг
Р_о , кг

Можно составить пропорцию:

из которой следует:

Из пропорции:

следует:

где X - объемная доля оксида углерода при сумме долей СО и СО2 = 100%.

Приложение 9
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

N п/п	Состояние электролизеров	Эффективность улавливания анодных газов (), доли ед.
1	Регламентированная обработка	0,60
2	Анодный эффект и его ликвидация	0,80
3	Выливка металла, технологические замеры	0,85
4	Технологическая обработка	0,50
5	Работа с неисправным и ремонтируемым газосборником	0,60
6	Утечки газа через неплотности ("дымки")	0,85
7	Обвалы корки ("огоньки")	0,85
8	Ремонт пояса подвески колокола	0,10
9	Простой системы газоотсоса	0,00
10	Работа с герметичным газосборником	0,98
	Итого:

При внедрении систем автоматизированного питания глиноземом исключается операция "Регламентированная обработка" (позиция 1 таблицы).

Приложение 10
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

N п/п	Состояние электролизера	Доля продолжительности каждого состояния, доли ед., Т_n	Доля времени горения "огонька", , доли ед.	Эффективность системы газоотсоса, , доли ед.	Доля неокислившегося СО, , доли ед.
1	Регламентированная обработка	Т_1		0,80	0,50
2	Анодный эффект и его ликвидация	Т_2		0,80	0,50
3	Выливка металла и технологические замеры	Т_3		0,90	1,00
4	Технологическая обработка	Т_4		0,80	0,50
5	Обслуживание анодного хозяйства	Т_5		0,80	1,00
6	Загрузка анодной массы	Т_6		0,90	1,00
7	Работа с герметичным укрытием	Т_7		0,97	1,00
8	Работа с неисправным укрытием	Т_8		0,85 0,65 (КАЗ)	1,00
9	Простой системы газоотсоса	Т_9		0,00	1,00
	Итого:	1,00		Э(у)

Приложение 11
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

N п/п	Состояние электролизера	Доля продолжительности каждого состояния, Т_у, доли ед.	Доля времени горения "огонька", , доли ед.	Эффективность системы газоотсоса, , доли ед.	Доля неокислившегося СО, , доли ед.
1	Регламентированная обработка	Т_1		0,75	0,50
2	Анодный эффект и его ликвидация	Т_2		0,75	0,50
3	Выливка металла и технологические замеры	Т_3		0,60	1,00
4	Смена анода и технологическая обработка	Т_4		0,60	0,50
5	Работа с неисправным укрытием	Т_5		0,65	1,00
6	Простой системы газоотсоса	Т_6		0,00	1,00
7	Работа с герметичным укрытием	Т_7		0,98	1,00

Приложение 12
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

Тип электролизера , кг/т Аl

Для рядовой анодной массы:

Для технологии "полусухого" анода:

: Нумерация приложений приведена в соответствии с официальным текстом документа

Приложение 12
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

График не приводится

Приложение 13
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

График не приводится

Приложение 14
к расчетной инструкции (методике)
по определению состава
и количества вредных
(загрязняющих) веществ,
выбрасываемых в атмосферный
воздух при электролитическом
производстве алюминия

Каждый электролизер осматривается от стены и со среднего прохода корпуса электролиза. При этом фиксируются технологические операции, вызвавшие разгерметизацию электролизеров, факторы состояния электролизеров специальными кодами в соответствии с контролируемыми показателями (таблица 1). На одном электролизере фиксируется одно наихудшее нарушение с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха соединениями (анодными газами).

Таблица 1

Степень разгерметизации электролизеров в различных состояниях

На основании полученных результатов производится расчет показателей герметичности (КПД колокола).

Общий процент негерметичных электролизеров определяется как

где В - количество электролизеров (без учета пусковых ванн) КПД колокола: