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"

VI. Расчет выбросов смолистых веществ (в том числе бенз(а)пирена) в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия

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 ():

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:

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

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

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:

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:

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 :

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:

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:

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

Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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

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