燃料燃烧过程中二氧化硫排放量(千克)=燃料耗用量(吨)×8×(1-脱硫效率)
燃料燃烧过程中烟尘排放量(千克)=燃料耗用量(吨)×1000×灰分×dfh× (1-除尘效率) ÷(1-cfh) 注:本公式适用煤粉炉、沸腾炉、抛煤机炉,其他炉型应去掉分母计算。通常dfh取20﹪, cfh取30﹪。燃料燃烧过程中氮氧化物排放量采用排污系数法,见表1。⑵用天然气作燃料时燃料燃烧废气排放总量(万标立方米)=燃料耗用量(万立方米)×15.3
燃料燃烧过程中二氧化硫产生量(千克)=燃料耗用量(万立方米)×6.3
燃料燃烧过程中烟尘排放量(千克)=燃料耗用量(万立方米)×2.86
燃料燃烧过程中氮氧化物排放量采用排污系数法,见表1。⑶用油作燃料时柴油:燃料燃烧废气排放总量(万标立方米)=燃料耗用量(吨)×1.56
重油:燃料燃烧废气排放总量(万标立方米)=燃料耗用量(吨)×1.42
燃料燃烧过程中二氧化硫排放量(千克)=2×燃料耗用量(吨)×1000×(1-脱硫效率)
燃料燃烧过程中氮氧化物排放量采用排污系数法,见表1。
几个常用的系数供参考(排污系数)
烧一吨煤,产生1600×S%千克SO2,1万立方米废气,产生200千克烟尘。烧一吨柴
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油,排放2000×S%千克SO2,1.2万立米废气;排放1千克烟尘。烧一吨重油,排放2000×S%千克SO2,1.6万立米废气;排放2千克烟尘。大电厂,烟尘治理好,去除率超98%,烧一吨煤,排放烟尘3-5千克。普通企业,有治理设施的,烧一吨煤,排放烟尘10-15千克;砖瓦生产,每万块产品排放40-80千克烟尘;12-18千克二氧化硫。规模水泥厂,每吨水泥产品排放3-7千克粉尘;1千克二氧化硫。乡镇小水泥厂,每吨水泥产品排放12-20千克粉尘;1千克二氧化硫。物料衡算公式: 1吨煤炭燃烧时产生的SO2量=1600×S千克;S含硫率,一般0.6-1.5%。若燃煤的含硫率为1%,则烧1吨煤排放16公斤SO2。 1吨燃油燃烧时产生的SO2量=2000×S千克;S含硫率,一般重油1.5-3%,柴油0.5-0.8%。若含硫率为2%,燃烧1吨油排放40公斤SO2。¬排污系数:燃烧一吨煤,排放0.9-1.2万标立方米燃烧废气,电厂可取小值,其他小厂可取大值。燃烧一吨油,排放1.2-1.6万标立方米废气,柴油取小值,重油取大值。
一、理论空气量计算
L=0.2413Q/1000+ 0.5
L:燃料完全燃烧所需的理论空气量,单位是m3/kg;
Q:燃料低发热值,单位是kJ/kg;
二、理论烟气量计算
V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L
V:理论干烟气量,单位是m3/kg;
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C、S、N:燃料中碳、硫、氮的含量;
L:理论空气量
理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量,系数分别为11.2、1.24
固体燃料燃烧产生的烟气量计算
三、实际产生的烟气量计算
V0=V+ (a –1)L
V0:干烟气实际排放量,单位是m3/kg
a: 空气过剩系数,可查阅有关文献资料选择。
按上述公式计算,1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3,一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。
对一个小小的柴油锅炉,可以提出如下措施:
1、采用高质量的燃料油,减少SO2的产生量和排放量;
2、控制好燃烧条件,使其充分燃烧,减少烟尘量;
3、提出烟囱的合理高度。
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满足以上三点即可.
1、柴油:燃料燃烧废气排放总量(万标立方米)=燃料耗用量(吨)×1.56=16*1.56=24.96万标立方米
2、燃料燃烧过程中二氧化硫排放量(千克)=2×燃料耗用量(吨)×1000×(1-脱硫效率=3、烧一吨柴油,排放2000×S%千克SO2,1.2万立米废气;排放1千克烟尘。S含硫率:0.5-0.8%
16T柴油排SO2=2000*0.8%*16=256千克;排放16千克烟尘。
资料1 焊接烟气中的烟尘是一种十分复杂的物质,已在烟尘中发现的元素多达20种以上,其中含量最多的是Fe、Ca、Na等,其次是Si、Al、Mn、Ti、Cu等。焊接烟尘中的主要有害物质为Fe2O3、SiO2、MnO、HF等,其中含量最多的为Fe2O3,一般占烟尘总量的35.56%,其次是SiO2,其含量占10~20%,MnO占5~20%左右。焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为CO、CO2、O3、NOX、CH4等,其中以CO所占的比例最大。由于有毒有害气体产生量不大,且气体成份复杂,较难定量化,本环评仅作定性分析,而对焊接烟尘则作定量化分析。焊接烟尘主要来自焊条的药皮,少量来自焊芯及被焊工件,根据有关资料调查,焊接烟尘的产生量与焊条的种类有关, 表3-6 各种类型焊条熔化时的产尘系数 序号 焊条种类 产尘系数(g/kg) 1 钛钙型焊条 6.8~7.2 2 低氢型焊条 8.9~15.6 3 锰型焊条 10.3~18.3
资料2 装焊车间内焊接烟尘的治理
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焊接烟尘的80%~90%来源于焊条药皮和焊芯。J 422型焊条的主要成分是金属氧化物,其中 以铁的氧化物为主,约占一半左右。据报道,J 422焊条的发尘量平均为7.5 g/kg左右,烟 气粒度0.10~1.25 μm,烟尘中锰化合物(以MnO2计)约占7.5%[1]。焊接时产生的有害气体主要是O3、NOx、CO、HF等。通风不良时环境空气中O3和NOx可达到0.5 mg/m 3和20 mg/m3。用J 422焊条焊接车台架时,焊接危害治理目标成分应该是焊接烟尘。
一、车间概述
某汽车配件厂装焊车间厂房占地1 200 m2,生产过程中10台车台架(南北各5台)180°旋转焊接,每台车台架有2~3人采用手工电弧焊同时操作,在车间一侧同时有地面补焊及CO2 保护焊各1处。焊接时产生大量焊接烟尘和有害气体弥漫于车间内。除在厂房上部安装几台排气扇外,未采取其他治理措施。
二、治理方案设计
由于车台架焊接操作时需180°旋转,且车间上部有天车运行,一般排风罩无法布置,故采 用了天车顶部送风与设置地下风道排风相结合的通风方式。对CO2保护焊及不定位地面焊产生的烟尘采用侧吸方式进行捕集,将有毒有害烟尘控制在工人呼吸带以下,经平底回转反吹式袋式除尘器净化后排放。受厂房上部房梁位置所限,天车上部的送风系统共分5套,每套送风系统为2台车台架送风, 送风口距工人操作位高度为7.7 m,每套送风系统设计风量12000 m3/h,选择风量为15000 m3/h的风机,风机置于厂房顶部。为使送风均匀分布于每台车台架的操作位,每个车台架上部均设2个并列为一组的静压箱,其作用相当于空调设计中孔板送风时的稳压层。静压箱下部设5个管嘴为气流出口。有的车台架位于房梁下方,而天车顶部与房梁下部没有足够空间布置送风管道,则从房梁两侧分
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设3孔及2孔静压箱。由空气动力学阻力计算确定静压箱参数,保证距气流出口7.7 m的产尘位置送风气流分布均 匀,并能抑制焊接烟尘上扬。
设静压箱出口处风速为20 m/s,依射流轴心速度衰减公式[2]:Vx/V0=0.48/(ax/d0+0.145)。式中:Vx:射程x处的射流轴心速度,m/s;V0:射流出口速度,m/s;x:射流断面至喷嘴的距离,m;d0:喷嘴直径,m;a:紊流系数。
计算可得:Vx=1.70 m/s时既能达到控制风速的要求,也可满足《采暖通风与空气调节 设计规X》(GBJ 19-87)对系统式局部送风的规定。
1:5孔静压箱;2:送风出口管嘴;3:2孔静压箱;
4:3孔 静压箱;5:消声器;6:风机
排风系统由设置于地下的风道和车台架附近的排风罩、CO2保护焊及不定位地面焊附近的排风软管组成,设计风量为75 000 m3/h。由于工人焊接时车台架不时旋转,故车台架工 位的排风口只能设于地面。每台车台架设2个排风口,风口设计风量为3230m3/h。为防止废弃的焊条料头掉入风口堵塞风道,排风口处均设有网格状活动盖板,其下的风口处设一 活动提筐,可将掉入的焊条头及杂物收集起来并及时清理。
每台车台架处的排风支管道从 地下汇集于主管道,CO2保护焊及不定位地面焊附近产生的烟尘由设于操作台上的排风罩 经排风软管从地下汇集于主管道,CO2保护焊及不定位地面焊操作处的设计排风量分别为2 000 m3/h和1 000 m3/h。整个排风系统均经过阻力平衡计算,并在系统调试阶段以风 量调节阀调平。
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三、治理效果
治理前作业场所电焊烟尘浓度为5.0~10.5 mg/m3,平均8.6 mg/m3,超过国家卫生标准,其中最高超标近1倍。送、排风系统安装完毕后进行了系统调试,车台架操作位控制点(工人呼吸带)风速为2.1~3 .0 m/s,每台车台架处排风风量为7258~9418 m3/h,10台车台架总排风量为77846 m3/h。CO2保护焊及不定位地面焊处侧吸罩罩口风速为1.50~2.55 m/s,排风风量为3 336 m3/h,均达到设计要求。
经卫生防疫部门现场监测,治理后作业场所有害物浓度、作业场所5种有害物浓度均低于国家卫生标准。
表1 治理后作业场所有害物质浓度(mg/m3)
有害因素 浓度X围 平均浓度 国家卫生标准
CO2 0.04~0.06 0.05 0.1
NOx 0.08~0.23 0.14 5.0
HF <0.47 <0.47 1.0
电焊烟尘 1.05~3.68 2.85 6.0
锰烟(MnO2) 0.07~0.21 0.14 0.2
四、讨论
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手工电孤焊的主要危害因素是烟尘和锰化合物。研究表明,长期吸入锰化合物可发生慢性锰 中毒,长期吸入电焊粉尘可发生电焊工尘肺。为此,许多国家对焊接作业环境制订了专门安全卫生标准。如美国、日本规定的锰(无机化合物)最高容许浓度为5mg/m3。国际焊接学 会(IIW)也有专门的标准。我国《工业企业设计卫生标准》(TJ 36-79)中的锰及其化合 物(换算成MnO2)最高容许浓度为0.2mg/m3是泛指高毒性锰尘。我国颁布的《车间空气中电焊烟尘卫生标准》(GB 16194-1996)规定车间空气中最高容许浓度为6 mg/m3。
该治理方案在满足生产工艺的情况下,合理进行了送、排风系统的设计,采用天车顶部送风 与设置地下风道排风相结合的通风方式,将有害烟尘控制在工人呼吸带以下,治理效果较显著。但由于资金所限,送风系统未设空调或加热装置,冬季使用无法满足工效学要求。车间内常见有害物质的最高允许浓度标准
资料3 常见有害物质在车间空气中的最高允许浓度如下:
(一)有毒物质: 最高允许浓度,mg/m3
氧化碳 30
2)苯 40
3)甲苯、二甲苯 100
4)丙酮 400
5)甲醛 3
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6)金属汞 0.01
7)苯烯 40
8)化胶化物 1
9)氨 30
10)臭氧 0.3
11)铅烟 10
12)氯 1
13)氧化氢及盐酸 15
14)四氯化碳 25
15)氯乙烯 30
16)溶剂汽油 300
17)甲醇 50
(二)生产性粉尘
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1)含有10%以上游离SiO2的粉尘 2
2)含有50%~80%游离SiO2的粉尘 1.5
3)80%以上游离SiO2的粉尘 1
4)石棉粉尘及含10%以上石棉粉尘 2
5)含有10%以下游离SiO2的水泥粉尘 6
6)含有10%以下游离SiO2的煤尘 10
7)铝、化铅、铝合金粉尘 4
8)其它粉尘 10
*其中粉尘系指游离SiO2含量在10%以下,不含有毒物质的矿物性和动植物性粉尘。
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