Order No. 108 of the Ministry of Natural Resources and Environmental Protection validating methodology for the calculation of emissions of nitric oxides from cupola furnaces

Документ зарегистрирован в НРПА 06.05.1999 №8/332 ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 29 апреля 1999 г. N 108 О МЕТОДИКЕ РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ОКИСЛОВ АЗОТА ИЗ ВАГРАНОК В целях совершенствования и расширения методической базы по оценке выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух приказываю: 1. Утвердить прилагаемую Методику расчета выбросов окислов азота из вагранок и ввести ее в действие с 1 июля 1999 г. 2. Принять к сведению, что пункт 3.1 раздела 3 "Расчет выбросов загрязняющих веществ от машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий" Сборника методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами (Л.: Гидрометеоиздат, 1986) не применяется в части расчета выбросов окислов азота с момента вступления в силу методики, указанной в пункте 1 настоящего приказа. 3. Специализированной инспекции государственного контроля за охраной атмосферного воздуха (Корбут В.И.): в установленном порядке обеспечить проведение правовой экспертизы, передачу в Национальный центр правовой информации для включения в Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь и официального опубликования Методики расчета выбросов окислов азота из вагранок; направить указанную Методику областным и Минскому городскому комитетам природных ресурсов и охраны окружающей среды, проинформировать Министерство промышленности и других заинтересованных. Министр М.И.РУСЫЙ УТВЕРЖДЕНО Приказ Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь 29.04.1999 N 108 МЕТОДИКА расчета выбросов окислов азота из вагранок Расчет выбросов окислов азота Методика из вагранок 0212.13-99 Разлiк выкiдаў вокiслаў азоту з вагранак Дата введения 1999-07-01 1 РАЗРАБОТАНА Научно-исследовательской лабораторией очистки и утилизации выбросов промышленных предприятий Белорусской государственной политехнической академии ВНЕСЕНА Специализированной инспекцией государственного контроля за охраной атмосферного воздуха Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь 2 УТВЕРЖДЕНА И ВВЕДЕНА В ДЕЙСТВИЕ приказом Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь от 29.04.1999 N 108 3 СООТВЕТСТВУЕТ РД РБ 0212.1-96 "Порядок разработки, согласования и утверждения нормативных и методических документов в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов", утвержденному приказом Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды от 11.04.1996 N 80 4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ Ключевые слова: вагранка, выброс, окислы азота, расчет 1. Область применения Настоящая Методика применяется при расчете выбросов окислов азота из вагранок при проведении инвентаризации источников выбросов, при разработке и проведении экспертизы проектов норм предельно допустимых выбросов (ПДВ), установлении лимитов, при определении величины экологического налога, составлении отчетности о выбросах, а также составлении планов мероприятий по сокращению объема выбросов загрязняющих веществ и формированию баз данных по выбросам от технологического оборудования для плавки чугуна. Справочные материалы по удельным газовыделениям окислов азота могут быть использованы в качестве исходных данных только на стадии проектирования плавильных агрегатов и проведения экспертных оценок экологической части рабочего проекта. Положения Методики обязательны для применения всеми юридическими и физическими лицами независимо от форм собственности и подчиненности, осуществляющими свою деятельность на территории Республики Беларусь. 2. Нормативные ссылки 1. ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Метеорологические аспекты, загрязнения и промышленные выбросы. М.: Изд-во стандартов, 1978. 13 с. 2. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. - М.: Изд-во стандартов, 1980. 14 с. 3. ГОСТ 17.2.4.02-81. Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ. - М.: Изд-во стандартов, 1982. 2 с. 4. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 94 с. 5. ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. 18 с. 3. Основные обозначения ***** НА БУМАЖНОМ НОСИТЕЛЕ 4. Общие положения Настоящая Методика подготовлена с целью обеспечения единства методологии расчета выбросов окислов азота из коксовых вагранок открытого типа с учетом специфики и особенностей процесса плавки чугуна, а также систематизации исходных данных и уточнения фактических величин газовыделений NOх. Методика предлагает единую методическую базу для определения величин максимально-разовых и валовых выбросов окислов азота от действующих и проектируемых литейных коксовых вагранок открытого типа. В Методике установлены величины удельных газовыделений окислов азота из вагранок и предложен порядок расчета выбросов NOх по результатам инструментальных измерений и технологическим параметрам плавки в печах различной производительности. По мере совершенствования технологий ведения плавки и конструкций плавильных агрегатов, а также расширения исходной базы данных натурных измерений в Методику могут быть внесены соответствующие уточнения и дополнения. Замечания и предложения по Методике направлять по адресу: 220027, г.Минск, пр.Ф.Скорины, 65, корп.18, Научно-исследовательская лаборатория очистки и утилизации выбросов промышленных предприятий (НИЛ "Экопром"). 5. Характеристика технологического процесса плавки чугуна в литейных коксовых вагранках 5.1. Настоящая Методика распространяется на коксовые вагранки открытого типа, предназначенные для выплавки чугуна в литейном производстве. 5.2. Вагранка представляет собой плавильный агрегат шахтного типа. Свободный выход образующихся в печи газов происходит за счет естественной тяги через мокрый пылеуловитель. Воздушное дутье поступает в вагранку без подогрева. Длительность межремонтного цикла плавильной печи не превышает 24 ч. Вагранки, как правило, имеют поливное водяное охлаждение плавильного пояса и водоохлаждаемые фурмы. Двери или шторы для перекрытия завалочного окна отсутствуют. 5.3. Технологический цикл работы плавильного агрегата включает в себя следующие операции: подготовку печи к плавке, розжиг холостой колоши, загрузку шихты, подачу дутья, выпуск чугуна и шлака, окончание плавки и "провал" вагранки. 5.4. Металлургические процессы, происходящие в вагранке, являются результатом взаимодействия металла с газовой фазой и топливом. Работа плавильной печи протекает непрерывно за счет последовательной загрузки в шахту колош топлива, металла и флюсов. 5.5. Основные геометрические размеры вагранок и технологические показатели плавки обобщены и представлены в виде нормалей (табл.1, 2). Таблица 1 Основные геометрические размеры вагранок открытого типа T----------T N ¦Параметры ¦ Производительность вагранки, т/ч п/п¦ +--------T-------T------T-------T T------T ¦ ¦ 1 ¦ 3 ¦ 5 ¦ 7 ¦ 10 ¦ 15 ¦ 20 +----------+--------+-------+------+-------+ +------+ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦ 8 ¦ 9 +----------+--------+-------+------+-------+ +------+ Шахта 1. Внутренний 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,6 1,9 диаметр шахты, м 2. Площадь 0,196 0,385 0,636 0,950 1,327 2,010 2,834 поперечно го сечения вагранки, кв.м 3. Полезная 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 высота вагранки, м Фурмы Первый ряд 4. Число фурм 4 4 6 8 8 10 12 в ряду, шт. 5. Размеры 0,14х 0,20х 0,20х 0,30х 0,33х 0,36х 0,36х входного 0,07 0,10 0,10 0,10 0,10 0,11 0,12 отверстия в шахту (ширина х высота), м 6. Общая 0,04 0,08 0,12 0,24 0,26 0,40 0,52 площадь сечения, кв.м Второй и третий ряды 7. Число фурм 4 4 6 8 8 10 12 в каждом ряду, шт. 8. Размеры 0,04х 0,06х 0,065х 0,075х 0,08х 0,09х 0,10х входного 0,03 0,04 0,040 0,04 0,05 0,055 0,06 отверстия в шахту (ширина х высота), м 9. Общая 0,0048 0,0096 0,0156 0,024 0,032 0,050 0,072 площадь сечения фурм в каждом ряду, кв.м Горн Высота от основного ряда фурм до подины 10. Вагранка с 0,20 0,22 0,25 0,30 0,30 0,35 0,35 копильни ком, м 11. Вагранка 0,35 0,40 0,40 0,45 0,50 0,50 0,55 без копильни ка, м Таблица 2 Основные технологические параметры плавки в вагранке T----------T N ¦Показатели¦ Производительность вагранки, т/ч п/п¦ +-------T-------T-------T-------T T------T ¦ ¦ 1 ¦ 3 ¦ 5 ¦ 7 ¦ 10 ¦ 15 ¦ 20 +----------+-------+-------+-------+-------+ +------+ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦ 8 ¦ 9 +----------+-------+-------+-------+-------+ +------+ 1. Масса 100-125 300-375 500-625 700-875 1000 1500- 2000 металли- 1250 1875 2500 ческой колоши, кг 2. Масса 18 35 57 86 120 180 260 рабочей коксовой колоши, кг 3. Масса 4 12 20 28 39 59 79 известня ка, кг 4. Давление 250-450 400-600 500-800 800- 900 1000- 1100 дутья, 1000 1200 1400 1600 мм.вод.ст. 5. Расход 1,4 2,8 4,6 6,8 9,6 14,4 20,5 дутья, тыс. куб.нм/ч 6. Высота 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,7 1,8 холостой колоши, м 5.6. Указанные в таблицах параметры получены с учетом следующих особенностей процесса ваграночной плавки: нормы производительности определены без учета вторичного дутья, применение которого повышает мощность печи на 15-18%; полезная высота вагранки соответствует расстоянию от оси основного ряда фурм до плоскости выхода газов из слоя шихты; профиль шахты - цилиндрический или доменный; внутренний диаметр шахты вагранки равен диаметру по оси основного ряда фурм; суммарное сечение выходных отверстий фурм по внутреннему диаметру шахты соответствует 0,20-0,25 сечения вагранки в зоне фурм. Применение двух или трех рядов фурм обязательно только для вагранок без водяного охлаждения при длительности плавки не менее 5-6 ч. При этом 80% от общей площади поперечного сечения всех фурм должно приходиться на основной (первый) ряд и 20% - на дополнительные (второй и третий); при нормальном режиме работы вагранки масса металлической колоши составляет от 1/8 до 1/10 производительности печи в час, расход рабочей коксовой колоши - 10-14%, а известняка - 3-4% от массы металлической колоши. Для тонкостенного литья, подвергающегося механической обработке, расход кокса увеличивается до 16-18%. При загрязненной шихте и повышенном содержании золы в коксе количество известняка повышается до 6%. 6. Справочные данные по удельным газовыделениям окислов азота из коксовых литейных вагранок 6.1. Справочные данные по удельным выделениям окислов азота приведены в табл.3. Таблица 3 Удельные выбросы окислов азота из вагранок открытого типа T----------T N ¦Показатели¦ Производительность вагранки, т/ч п/п¦ +-------T-------T-------T-------T T------T ¦ ¦ 1 ¦ 3 ¦ 5 ¦ 7 ¦ 10 ¦ 15 ¦ 20 +----------+-------+-------+-------+-------+ +------+ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦ 8 ¦ 9 +----------+-------+-------+-------+-------+ +------+ 1. Расход 1,03 3,10 5,17 7,24 10,35 15,52 20,70 колошнико вых газов, тыс. куб.нм/ч 2. Температу- 160 160 180 200 250 250 280 ра колош никовых газов, °С 3. Расход 4,01 11,79 19,23 26,33 36,35 51,36 64,23 отходящих газов, тыс. куб.м/ч 4. Температу- 60-120 60-120 60-120 60-120 60 120 60-120 60-120 ра отходя щих газов, °С 5. Валовой 0,0723 0,2123 0,3462 0,4740 0,6544 0,9247 1,16 выброс окислов азота, кг/ч 6. Максималь- 0,0390 0,1145 0,1868 0,2558 0,3531 0,4990 0,6240 ный выброс окислов азота, г/с 6.2. Исследования проведены в промышленных условиях на вагранках производительностью 1-20 т/ч. Полученные экспериментальные данные охватывали все циклы работы плавильной печи. Результаты обрабатывали с применением методов математической статистики. Для определения концентраций оксидов азота использовали газоанализаторы "ТESTO-350" и "TESTO-33". Параллельно контрольные измерения проводили фотометрическим методом с реактивом Грисса-Илосвая и индикаторными трубками. 6.3. Величины удельных газовыделений окислов азота из вагранок определяются режимом сжигания кокса, интенсивностью протекания реакций окисления составляющих металлической шихты и организацией топочного процесса. Существенное влияние на величину выбросов окислов азота оказывает также концентрация кислорода в зоне горения и степень перехода азотсодержащих соединений кокса в NOх. 6.4. В расчетах выброс NO и NO2 рассматривается как суммарный (NOх) в пересчете на NO2. 6.5. Значения удельных газовыделений окислов азота, приведенные в табл.3, соответствуют усредненным технологическим параметрам работы плавильной печи: удельная производительность вагранки - 7,2 т/(кв.м ч); удельный расход металлической шихты 0,1 от производительности печи; удельный расход кокса - 14%; удельный расход флюсов - 4%; удельный расход дутья - 120 куб.м/(кв.м мин). 7. Расчеты выбросов окислов азота из литейных коксовых вагранок ***** НА БУМАЖНОМ НОСИТЕЛЕ 8. Расчеты выбросов окислов азота по результатам инструментальных измерений параметров отходящих ваграночных газов ***** НА БУМАЖНОМ НОСИТЕЛЕ Используемая литература 1. Глуховский В.И. Разработка системы очистки от высокодисперсных частиц пылегазовых выбросов плавильных агрегатов чугунолитейных цехов: Автореф. канд. дис. Мн.: БПИ, 1990. 17 с. 2. Дубинская Ф.Е., Белый О.А., Глуховский В.И. Газоочистное оборудование к чугунолитейным вагранкам: Обзор. информ. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1991. 40 с. 3. Худокормов Д.Н., Белый О.А., Глуховский В.И., Дедовец В.А. Прогрессивные технологии очистки пылегазовых выбросов: Обзор. информ. Мн.: БелНИИНТИ, 1990. 43 с. 4. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 184 с. 5. Луговский С.И., Андрианов И.С. Очистка газов, отходящих от вагранок и электроплавильных печей. М.: Машиностроение, 1972. 148 с. 6. Дубинская Ф.Е., Лебедюк Г.К., Пантюхов Н.А., Юдкин А.К. Очистка газов чугунолитейных вагранок: Обзор. информ. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. 48 с. 7. Ровин Л.Е. Защита воздушного бассейна от выбросов промышленных предприятий: Обзор. информ. Мн.: БелНИИНТИ, 1984. 55 с. 8. Андоньев М.С., Филипьев О.В. Пылегазовые выбросы предприятий черной металлургии. М.: Металлургия, 1979. 192 с. 9. Перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению в деятельности лабораторий экологического контроля предприятий и организаций Республики Беларусь. Т.1. Мн.: НТЦ "АПИ", 1996. 208 с. Приложение к Методике расчета выбросов окислов азота из вагранок 29.04.1999 N 108 Пример расчета выбросов окислов азота из вагранок ***** НА БУМАЖНОМ НОСИТЕЛЕ