МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ВЫДЕЛЕНИЙ (ВЫБРОСОВ) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
(ПО ВЕЛИЧИНАМ УДЕЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ)
(с учетом редакционных правок НИИ Атмосфера)
СВЕДЕНИЯ О ДОКУМЕНТЕ
РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом охраны атмосферного воздуха (НИИ Атмосфера)
Разработчики документа:
Трещалов О.Л., Турбин А.С. Под научным и методическим руководством Миляева В.Б. и Буренина Н.С.
УТВЕРЖДЕН приказом Госкомэкологии России от 30.04.99 N 216
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ для практического применения при нормировании, оценке и учете выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от цехов и участков по нанесению металлопокрытий химическим и электрохимическим способом.
Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при производстве металлопокрытий гальваническим способом (по величинам удельных показателей) /далее - Методика/ разработана в соответствии с Законом РСФСР "Об охране окружающей природной среды" от 19.12.91 N 2060-1 (Ведомости съезда народных депутатов Российской Федерации и Верховного Совета Российской Федерации, 1992, N 10, ст.457).
I ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 Методика разработана с целью создания единой методической основы по определению выделений загрязняющих веществ при производстве металлопокрытий химическим и электрохимическим способом на базе действующих отраслевых методик, включающих упомянутые производства, и исключения разночтений и ошибок, содержащихся в этих методиках.
1.2 Определяет порядок расчета выделений загрязняющих веществ при нанесении металлопокрытий расчетным методом на основе величин удельных выделений.
1.3 Распространяется на источники выделений загрязняющих веществ в атмосферу при производстве металлопокрытий в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.
1.4 Разработка настоящего документа проведена исходя из определения термина "унификация" - приведение имеющихся путей расчета выбросов от однотипных производств и видов оборудования для различных групп промышленных и сельскохозяйственных предприятий и подотраслей народного хозяйства к наибольшему возможному единообразию.
1.5 В основу разработки Методики заложены данные, которые были опубликованы в документах, разрешенных к применению, отчетах НИР НИИ Атмосфера и других организаций, а также в ряде документов по инвентаризации и проектов нормативов ПДВ.
1.6 В Методике приведены значения величин удельных технических показателей выделений для наиболее распространенных видов материалов, используемых при производстве металлопокрытий. Только когда на конкретном производстве применяются оборудование и материалы, сведения по которым в Методике отсутствуют, или для расчета жидких и газообразных выбросов недостаточно информации, приведенной в Методике, рекомендуется руководствоваться отраслевыми методиками, включенными в "Перечень документов по расчету выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферный воздух", действующих в 1999-2000 гг., либо применять результаты непосредственных инструментальных измерений.
1.7 Полученные по Методике результаты используются при нормировании, оценке и учете выбросов загрязняющих веществ от источников выделений предприятий, технологические процессы которых связаны с производством металлопокрытий химическим и электрохимическим (гальваническим) способом, включая подготовку поверхностей к нанесению этих покрытий, а также при восстановлении деталей, выбракованных при сравнительно малых износах, и осуществлении государственного экологического контроля.
1.8 Для целей настоящей Методики использованы следующие государственные стандарты:
ГОСТ Р 1.5-92 ГСС РФ. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов. Переиздание 1994 г. с Изменением 1. - М., Издательство стандартов, 1994.
ГОСТ 17.2.1.01-76. Охрана природы. Атмосфера. Классификация выбросов по составу. - М., Издательство стандартов, 1976.
ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения. - М., Издательство стандартов, 1985.
ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения. - М., Издательство стандартов, 1978.
ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения. - М., Издательство стандартов, 1991.
II ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин | Определение |
Валовое выделение загрязняющего вещества, количество отходящего загрязняющего вещества. | Величина массы загрязняющего вещества, отходящего от источника выделения за определенный (отчетный) период времени. |
Валовый выброс загрязняющего вещества (валовый выброс). | Часть валового выделения загрязняющего вещества, поступающая в атмосферу за отчетный период времени. |
Величина удельного выделения (выброса) загрязняющего вещества в атмосферу (удельный выброс, удельные выделения, удельные показатели). | Определяемая расчетным или инструментальным методом величина массы загрязняющего вещества, выделяющегося в ходе технологического процесса:
- за единицу времени работы единицы оборудования;
- за единицу времени при производстве или обработке единицы продукции. |
Норматив удельного выделения (выброса). | Наибольшее допустимое значение соответствующего удельного показателя, устанавливаемое исходя из возможностей оборудования при оптимальных режимах его эксплуатации, а также технически достижимого и экономически целесообразного на данном этапе объема атмосфероохранных мероприятий по сокращению выбросов загрязняющих веществ. Он должен удовлетворять нормативам государственных и отраслевых стандартов, действующих на момент ввода оборудования (установки) в эксплуатацию. |
Удельные показатели выделений (выбросов) в атмосферу загрязняющих веществ. | См. термин:
- величина удельного выделения (выброса) загрязняющего вещества в атмосферу (удельный выброс, удельные выделения, удельные показатели) |
Вентиляционный воздух. | Содержащий загрязняющие вещества упорядоченный воздушный поток, поступающий из рабочего помещения непосредственно в атмосферу или в систему газоходов (воздуховодов) в результате действия системы вентиляции. |
Газоочистная установка, пылеулавливающая установка, газопылеулавливающая установка. | Комплекс оборудования, предназначенный для извлечения или обезвреживания загрязняющих веществ из отходящих газов или вентиляционного воздуха (с целью защиты окружающей среды и населения от их воздействия). |
Источник выделения загрязняющих веществ (источник выделения). | Технологическое оборудование (установки, агрегаты, машины, устройства, гальванические ванны, испытательные стенды и др.) или технологические процессы (перемещение сыпучих материалов, переливы летучих веществ, сварочные, окрасочные работы и др.), от которых в ходе производственного цикла отходят загрязняющие вещества, а также места хранения сыпучих или жидких веществ, карьеры, отвалы, места складирования промышленных отходов, от которых под воздействием метеорологических и других факторов выделяются загрязняющие вещества.
Источники выделения в зависимости от того, оснащены ли они специальными газоотводными сооружениями (устройствами), подразделяются на организованные и неорганизованные. |
Источник выбросов загрязняющих веществ. | Источником выбросов загрязняющих веществ называется специальное устройство: труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.п., посредством которого осуществляется выброс загрязняющих веществ в атмосферу. |
Минимально-достижимый (оценочный) удельный выброс. | Возможный выброс загрязняющих веществ, рассчитываемый с учетом внедрения лучших отечественных и зарубежных достижений в технологии производства и пылегазоочистного оборудования. |
Организованный источник выделения загрязняющих веществ (организованный источник). | Источник выделения, от которого загрязняющие вещества в составе отходящего газа (вентиляционного воздуха) поступают в атмосферу через систему газоходов или воздуховодов (труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.п.). |
Отходящее загрязняющее вещество. | Загрязняющее вещество, содержащееся в газовом потоке, отходящем от промышленного источника или в вентиляционном воздухе. |
Отходящий газ. | Газовый поток от источника выделения загрязняющих веществ. |
Промышленный выброс. | Вещество, поступающее в атмосферу от промышленного источника. |
Промышленный источник загрязняющих веществ. | Промышленное предприятие, агрегаты, место загрузки, выгрузки, хранения продукта, отвал, террикон и др. |
"Технический норматив выброса" (ТНВ). | Норматив выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для передвижных и стационарных источников выбросов, технологических процессов, оборудования и отражает максимально допустимую массу выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух в расчете на единицу продукции, мощности, пробега транспортных или иных передвижных средств и другие показатели. Характеристика уровня экологического качества технологического оборудования, процесса и т.п. и эффективности средств подавления выбросов. |
Удельные величины выделений загрязняющих веществ (  ). | Количество (масса) данного вещества, выделившегося от соответствующего оборудования (отделения, участка и т.п.) в ходе технологического процесса, отнесенное к единице материального показателя, характеризующего этот процесс. |
Удельные величины выброса загрязняющих веществ (  ). | Часть удельного выделения, попадающая непосредственно в атмосферный воздух. Для источников, оборудованных системами газопылеулавливания, величина равна разности и его уловленной части. Для источников, не оснащенных пылегазоочистным оборудованием, = . |
Уловленное загрязняющее вещество. | Загрязняющее или обезвреженное вещество, извлеченное при очистке из отходящего от промышленного источника газового потока. |
III ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
г/с, т/год - единица измерения выделения (выброса) загрязняющего вещества (ЗВ), граммов в секунду и тонн в год соответственно;
IV РАСЧЕТ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ
И КОРРЕКТИРОВКА УДЕЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
4.1 Характеристика выбросов
Для придания металлическим изделиям защитных, защитно-декоративных и функциональных свойств, обеспечивающих надежную и долговечную работу их в различных эксплуатационных условиях, а также для восстановления деталей, выбракованных при сравнительно малых износах, большую роль играют химические и электрохимические процессы нанесения покрытий.
Электрохимические (гальванические) покрытия широко применяются при восстановлении деталей, выбракованных при сравнительно малых износах.
Электрохимическим способом получают покрытия цинком, кадмием, медью, никелем, хромом. В машино- и приборостроении используют электролитическое осаждение меди, цинка, кадмия, серебра и золота в цианистых ваннах.
Химическим способом нанесения покрытий осуществляют воронение, фосфатирование, химическое оксидирование.
Перед нанесением покрытий производят механическую и химическую подготовку поверхности деталей.
Процессы нанесения покрытий на поверхности металлических изделий связаны с протеканием электрохимических и химических реакций. В качестве электролитов и растворов для нанесения покрытий применяются концентрированные и разбавленные растворы кислот: серной, соляной, азотной, ортофосфорной, хромовой, их солей и др.
Разнообразие гальванических и химических процессов, применяемых при этом химических веществ, температурных режимов обусловливает разнообразие качественного и количественного состава выделяющихся загрязняющих веществ, их агрегатных состояний.
Технологические процессы нанесения электрохимическим способом включают в себя ряд последовательных операций: электрохимическое или химическое обезжиривание, травление, рыхление, шлифование и полирование, декапирование, нанесение покрытий.
Все эти операции сопровождаются выделением в воздух помещения и в атмосферу различных загрязняющих веществ. Особой токсичностью отличаются растворы цианистых солей, хромовой и азотной кислот и др.
Основные выделяющиеся загрязняющие вещества: аэрозоли щелочей, кислот, солей металлов, а также пары аммиака, оксидов азота, хлористого и фтористого водорода, цианистый водород.
Загрязняющие вещества, выделяющиеся при подготовке поверхности и нанесении гальванопокрытий, приведены в таблице 4.1.
В табл.4.3 представлено агрегатное состояние загрязняющих веществ в выбросах гальванических цехов.
При отсутствии данных по технологическим процессам гальванопокрытий, приведенных в табл.4.4, следует произвести расчеты выделений загрязняющих веществ по данным, приведенным в табл.1-4 Приложения А.
4.2 Общие требования к расчету выбросов
4.2.1 Расчет количества газообразных загрязняющих веществ, выделяющихся в воздушный бассейн при электрохимической и химической обработке металлов с зеркала раствора данной ванны, осуществляется (в общем случае) по формуле:
Примечан
ия:
4.2.2 Количество паров органических растворителей, выделяющихся при обезжиривании изделий, определяется по формуле:
)
4.2.3 Количество загрязняющих веществ, выбрасываемых из воздуховода (без очистки) в виде аэрозолей, определяется по формуле:
Рис.1 График снижения относительного содержания аэрозоля загрязняющих веществ в удаляемом воздухе по пути его движения
4.3 Расчет выделений (выбросов) загрязняющих веществ от гальванических цехов (участков) при производстве металлопокрытий
2.
4.3.2 Расчет осредненного (за время работы гальванической ванны) выделения k-го ЗВ с поверхности зеркала раствора данной ванны или нескольких ванн, выделяющих одновременно k-е ЗВ, при электрохимической и (или) химической обработке металлов осуществляется по формулам:
________________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание "КОДЕ
КС".
4.3.3 Расчет количества k-го ЗВ (г/с и т/год), выбрасываемого в атмосферный воздух от гальванического производства с учетом газоочистки и гравитационного оседания аэрозоля в воздуховоде, осуществляется по формулам:
4.4 Расчет загрязнения атмосферы выбросами гальванического производства
Масса загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (г/с), рассчитывается по формуле (4.8).
Для оценки концентрации загрязняющих веществ в вентиляционных выбросах приводится расчет расхода воздуха, удаляемого одно- и двубортовыми отсосами. Он определяется по формулам:
без поддува:
с поддувом:
При расчете рассеивания ЗВ необходимо учитывать фоновые концентрации, а также эффект суммации.
4.5 Корректировка удельных показателей при нанесении гальванопокрытий на детали различной группы сложности
Все детали, подвергающиеся химической или электролитической обработке, подразделяются на три группы сложности:
I-я группа - пластины и цилиндрические детали (без резьбы);
II-я группа - крепежные детали, рельефные, штампованные детали без полостей, в которых может задерживаться раствор (электролит);
III-я группа - детали с глухими отверстиями, в которых задерживается раствор (электролит), например, стакан с внутренней резьбой, а также детали, имеющие трудно промываемые участки.
Нормы потерь электролита на унос в вентиляцию в зависимости от группы сложности деталей представлены в табл.4.8.
Удельные выделения электролита с хромовым ангидридом в атмосферу при покрытии одного квадратного метра при толщине 1 мкм следующие:
При гальваническом хромировании покрытий в ваннах с применением местных вытяжных устройств потери электролита на унос в вентиляцию, в зависимости от группы сложности детали, приведены в табл.4.8.
Примечание: При хромировании с применением хромпика принимают поправочный коэффициент 0,6.
Примечан
ия:
2. В случае применения однобортового отсоса без поддува поправочный коэффициент увеличивают в 1,8 раза.
Загрязняющие вещества, выделяющиеся в процессах подготовки поверхности
и нанесении гальванопокрытий
Таблица 4.1
Назначение ванн | Температура, °С | Выделяющиеся загрязняющие вещества | |
1 | 2 | 3 | |
Анодное снятие сплава | 70-80 | Щелочь | |
Декапирование анодное в хромовой кислоте | 45-50 | Хрома (VI) оксид | |
Железнение хлористое | 90-100 | Водород хлористый | |
Лужение: | кислое | 15-30 | Кислота серная |
| щелочное | 65-75 | Щелочь |
Меднение цианистое | 18-25 | Водород цианистый | |
Меднение цианистое | 55-65 | Водород цианистый | |
Нейтрализация | 80-90 | Щелочь | |
Никелирование химическое | 90-95 | Аэрозоль никелевого раствора | |
Обезжиривание: | анодное и катодное | 50-60 | Водород цианистый, щелочь |
| и травление совместное | 50-60 | Кислота серная |
| химическое | 50-60 | Щелочь |
| химическое | 50-70 | Щелочь |
| электролитическое | 50-60 | Щелочь |
| Электролитическое анодное и катодное | 80-90 | Щелочь |
| Обработка в растворе хромпика | 95-98 | Хрома (VI) оксид |
Оксидирование: | алюминия и его сплавов | 35-38 | Хрома (VI) оксид |
| (черное) листов из магниевых сплавов | 85-90 | Хрома (VI) оксид |
| стали щелочное (воронение) | 138-140 | Щелочь |
Промасливание | 120-150 | Пары масла | |
Промывка в горячей воде | 70-80 | Пары воды | |
Снятие никелевого покрытия | 18-25 | Азота (IV) оксид | |
Травление: | алюминия, меди и их сплавов | 18-60 | Азота (IV) оксид, щелочь |
| в концентрированной соляной кислоте | 18-25 | Водород хлористый |
| и обезжиривание совместное | 50-60 | Кислота серная |
| Катодное | 50-70 | Кислота серная |
| меди, алюминия и их сплавов | 18-60 | Азота (IV) оксид, щелочь |
| Химическое | 18-25 | Водород фтористый |
| черных металлов | 18-25 | Кислота серная |
| то же | 60-70 | Кислота серная |
Фосфатирование | 94-98 | Водород фтористый | |
Хромирование | 45-50 | Хрома (VI) оксид | |
Цинкование: | малоцианистое | 18-25 | Водород цианистый |
| цианистое | 18-25 | Водород цианистый |
Электрополировка меди и ее сплавов | 20-40 | Хрома (VI) оксид | |
Загрязняющие вещества, выделяющиеся с поверхности электролита
Таблица 4.2
Технологический процесс | Загрязняющее вещество | Максимальное количество выделяющегося загрязняющего вещества мг/(с·м ) | Коэффициент |
1 | 2 | 3 | 4 |
Электрохимическая обработка металлов в растворах, содержащих хромовую кислоту в концентрации 150-300 г/л, при нагрузке на ванну  =1000 А (хромирование, анодное декапирование, снятие меди и др.) | Хрома (VI) оксид | 10,0 | 2,0 |
То же, 30-60 г/л (электрополировка алюминия, стали и др.) | Хрома (VI) оксид | 2,0 | 1,6 |
То же, 30-100 г/л, при нагрузке на ванну =500 А, а также химическое оксидирование алюминия и магния (анодирование алюминия, магниевых сплавов и др.) | Хрома (VI) оксид | 1,0 | 1,25 |
Химическая обработка стали в растворах хромовой кислоты и ее солей при температуре раствора 50 °С (пассивация, травление, снятие оксидной пленки, наполнение в хромпике и др.) | Хрома (VI) оксид | 5,5 ·10  | 1,0 |
Химическая обработка металлов в растворах хромовой кислоты и ее солей при температуре раствора 50 °С (осветление, пассивация и др.) | Хрома (VI) оксид | 0* | - |
То же, в растворах щелочи (оксидирование стали, химическое полирование алюминия, рыхление окалины на титане, травление алюминия, магния и их сплавов и др.) при температуре раствора  , ° С: |
|
|
|
>100 | Щелочь | 55,0 | 1,25 |
<100 | Щелочь | 55,0 | 1,6 |
Электрохимическая обработка металлов в растворах щелочи (анодное снятие шлама, обезжиривание, лужение, снятие олова, оксидирование меди, снятие хрома и др.) | Щелочь | 11,0 | 1,6 |
Химическая обработка металлов, кроме алюминия и магния, в растворах щелочи (химическое обезжиривание, нейтрализация и др.) при температуре раствора t, °С: |
|
|
|
>50 | Щелочь | 0* | 1,0 |
<50 | Щелочь | 0* | - |
Кадмирование, серебрение, золочение и электродекапирование в цианистых растворах | Водород цианистый | 5,5 | 2,0 |
Цинкование, меднение, латунирование, химическое декапирование и амальгамирование в цианистых растворах | Водород цианистый | 1,5 | 1,6 |
Химическая обработка металлов в растворах, содержащих фтористоводородную кислоту и ее соли | Водород фтористый | 20,0 | 1,6 |
Химическая обработка металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых растворах, содержащих соляную кислоту (травление, снятие шлама и др.) | Водород хлористый | 80,0 | 1,25 |
То же, кроме снятия цинкового и кадмиевого покрытий, в холодных растворах, содержащих соляную кислоту концентрации до 200 г/л (травление, декапирование и др.) | Водород хлористый | 0,3 | - |
Электрохимическая обработка металлов в растворах, содержащих серную кислоту, концентрации 150-350 г/л, а также химическая обработка металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых ее растворах (анодирование, электрополирование, травление, снятие никеля, серебра, гидридная обработка титана и др.) | Кислота серная | 7,0 | 1,6 |
Меднение, лужение, цинкование и кадмирование в сернокислых растворах при температуре раствора 50 °С, а также химическое декапирование | Кислота серная | 0* | - |
Химическая обработка металлов в концентрированных нагретых и электрохимическая обработка в концентрированных холодных растворах, содержащих ортофосфорную кислоту (химическое полирование алюминия, электрополирование стали, меди и др.) | Кислота фосфорная | 5 | 1,6 |
Химическая обработка металлов в концентрированных холодных и разбавленных нагретых растворах, содержащих ортофосфорную кислоту (фосфатирование и др.) | Кислота фосфорная | 0,6 | 1,25 |
То же, в разбавленных растворах, содержащих азотную кислоту (осветление алюминия, химическое снятие никеля, травление, декапирование меди, пассивация и др.) при концентрации раствора, г/л: |
|
|
|
>100 | Кислота азотная и азота (IV) оксид | 3,0 | 1,25 |
<100 | То же | 0* | - |
Никелирование в хлоридных растворах при плотности тока 1-3 А/дм | Никеля растворимые соли | 0,15 | 2,0 |
Никелирование в сульфатных растворах при плотности тока 1-3 А/дм | Никеля растворимые соли | 0,03 | 1,6 |
________________
* Количество выделяющихся загрязняющих веществ столь невелико, что практически может не учитываться
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.