Законодательство

Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 31 марта 2005 г. N 182 "Об утверждении расчетной инструкции (методики) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия". (Регистрационный N 6577 от 5 мая 2005 г.)

Вид документа: Иное
Дата принятия: 31 марта 2005 г.
Опубликовано: Собрание законодательства Российской Федерации от 23.05.2005, № № 21 от 23 мая 2005 г.
Источник: Оригинал на pravo.gov.ru

Об утверждении расчетной инструкции (методики) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия

Зарегистрирован Минюстом России 5 мая 2005 г. Регистрационный N 6577

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, ст. 3348), приказываю: 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

___________

Приложение к приказу Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 31 марта 2005 г. N 182

РАСЧЕТНАЯ ИНСТРУКЦИЯ (МЕТОДИКА) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия

I. Общие положения

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.

II. Методология расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия

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 CO 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 (Пф)". 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: го гои К - К в в Э = ----------, (1) в го К в

где Э - эффективность улавливания вещества, доли ед.; в го К - количество вещества, поступающего на газоочистку, кг/т Al; в гои К - инструментально определенное количество вещества, в поступающего в атмосферный воздух после газоочистки, кг/т Al.

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: го го Т Э = ----, (2) т то Т го где Э - коэффициент полезного использования аппаратов т газоочистки, доли ед.; го Т - время работы газоочистки, час; то Т - 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.

III. Расчет выбросов фтористых соединений в атмосферный воздух

Исходными данными для расчета выбросов фтористых соединений в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия являются: приход свежих и вторичных фторсолей в пересчете на фтор (П , ф кс кг/т Al), в том числе свежего криолита (П ), фтористого алюминия ф а к вт (П ), фтористого кальция (П ), вторичного криолита (П ), ф ф ф кф кр флотационного криолита (П ), регенерационного криолита (П ) с ф ф гл фторированным глиноземом (П ), принимается по данным организации; ф т транспортные потери (Р , кг/т Al) принимаются по данным ф организации, при отсутствии данных принимаются на уровне 5% от т прихода свежих и вторичных фторсолей: Р = 0,05 x П . ф ф Для электролизеров с предварительно обоженными анодами: количество извлекаемых анодных огарков (Р , кг/т Al) ог определяется производственными службами; ог массовая доля фтора в анодных огарках (Д , доли ед.) ф определяется производственными службами путем химического анализа анодных огарков;

количество снимаемой угольной пены (Р , кг/т Al) определяется п производственными службами; п массовая доля фтора в угольной пене (Д , доли ед.) ф определяется производственными службами путем химического анализа угольной пены; и избыток электролита (Р , кг/т Al) принимается по данным эл организации; эл массовая доля фтора в электролите (Д , доли ед.) определяется ф производственными службами путем химического анализа электролита; частота (тау , шт/сутки) и продолжительность (t , мин.) в в анодных эффектов принимаются по данным организации; среднесуточная производительность электролизера (В, т/сутки) принимается по данным организации. Общее количество фтористых соединений, отходящих от электролизеров в виде пыли и газа, определяется из их общего баланса как разность между суммарным приходом фтора в виде свежего, вторичного, регенерационного и флотационного криолита (при сухой очистке газов - в виде фторированного глинозема), фтористого алюминия и криолита на пуск электролизеров и суммой расходных статей фтора с потерями при транспортировке, с перфторуглеродами при анодных эффектах, снимаемой угольной пеной, если такая операция осуществляется, с анодными огарками (для электролизеров с обожженными анодами), на пропитку угольной футеровки (для электролизеров с обожженными анодами и при сухой очистке газов может добавиться статья расхода фтора с избытком электролита). Приход фтористых солей на технологические нужды определяется в соответствии с нормированием расхода сырья и материалов на технологические нужды при электролитическом производстве алюминия. Расход фтора в виде пыли и газа определяется по следующей обобщенной формуле:

пг

(3)

Здесь и далее условные обозначения приведены в приложении 1 к Методике. Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с к вт ог обожженными анодами, исключаются П и П и добавляется Р . ф ф ф Для корпусов электролиза, оборудованных установками сухой очистки газов, вторичные фторсоли поступают в электролизеры в виде фтористых соединений, улавливаемых глиноземом. Тогда формула (3) примет вид:

пг

(4)

Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с к вт обожженными анодами, в формуле (4) исключаются П и П и ф ф ог добавляется Р . ф Поскольку принимается, что приход фтора на пуск электролизеров

соответствует

кс кс П = П x Д , (5) ф кс ф

где П - приход свежего криолита, кг/т Al; кс кс Д - массовая доля фтора в свежем криолите, доли ед.; ф а П - приход фторида алюминия в пересчете на фтор, кг/т Al. ф Приход фтористых соединений с фторидом алюминия определяется, исходя из количества поступающего фторида алюминия и содержания в нем фтористых соединений:

а ф П = П x Д (6) ф ф ф

где П - приход фтористого алюминия, кг/т Al; а а Д - массовая доля фтора во фтористом алюминии, доли ед.; ф к П - приход фтористого кальция в пересчете на фтор, кг/т Al. ф Приход фтористых соединений с фтористым кальцием определяется, исходя из количества поступающего фтористого кальция и содержания в нем фтористых соединений (для корпусов электролиза, оборудованных к электролизерами с обожженными анодами, П не рассчитывается): ф к к П = П x Д , (7) ф к ф

где П - приход фтористого кальция, кг/т Al; к к Д - массовая доля фтора во фтористом кальции, доли ед.; ф вт П - приход вторичного криолита (поступающего из внешних ф источников) в пересчете на фтор, кг/т Al. Приход фтористых соединений с вторичным криолитом определяется, исходя из количества вторичного криолита, поступающего в электролизер, и содержания в нем фтористых соединений (для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами вт с обожженными анодами, П не рассчитывается): ф

вт вт П = П x Д , (8) ф вт ф

где П - приход вторичного криолита, кг/т Al; вт вт Д - массовая доля фтора во вторичном криолите, доли ед.; ф кр П - приход регенерационного криолита в пересчете на фтор, ф кг/т Al. Приход фтористых соединений с регенерационным криолитом определяется, исходя из количества регенерационного криолита, возвращаемого в процесс электролиза после очистки, и содержания фтористых соединений в регенерационном криолите:

кр кр П = П x Д , (9) ф кр ф

где П - приход регенерационного криолита, кг/т Al; кр кр Д - массовая доля фтора в регенерационном криолите, доли ед. ф При сухой очистке газов: гл Приход фтора с фторированным глиноземом (П ) определяется, ф исходя из количества глинозема, направляемого в цех электролиза после сухой очистки, и содержания фтора общего в отработанном (фторированном) глиноземе:

гл гл П = Д x П , (10) ф ф гл

гл где Д - массовая доля фтора во фторированном глиноземе, доли ф ед.; П - количество фторированного глинозема, кг/т Al. гл кф П - приход флотационного криолита в пересчете на фтор, кг/т ф Al. Приход фтористых соединений с флотационным криолитом определяется, исходя из количества флотационного криолита, направляемого в цех электролиза после флотации снятой угольной пены, и содержания фтористых соединений во флотационном криолите:

кф кф П = П x Д , (11) ф кф ф

где П - приход флотационного криолита, кг/т Al; кф кф Д - массовая доля фтора во флотационном криолите, доли ед. ф Регенерационный и флотационный криолит в сумме составляют смешанный криолит (П ). см За время трехминутного анодного эффекта из электролизера выделяется в среднем 0,6 кг фтора в виде CF и C F (за исключением 4 2 6 электролизеров с обожженными анодами). С учетом среднесуточной производительности электролизеров, частоты и продолжительности анодных эффектов потери фтора в расчете на 1 т алюминия определяются по формуле:

0,6 x тау x t пфу в в Р = ----------------, (12) ф 3 x В

где 0,6 - количество фтора, теряемого в виде перфторуглеродов за время 3-х минутной вспышки, кг;

тау - частота анодных эффектов, шт/сутки; в t - средняя продолжительность анодных эффектов, мин.; в В - среднесуточная производительность электролизера, т/сутки. Количество перфторуглеродов (далее - ПФУ), выделяющихся при электролитическом получении алюминия, может быть, также, определено по Руководящим принципам, подготовленным Межправительственной группой экспертов по изменению климата, по национальной инвентаризации выбросов парниковых газов (1996 г.). Количество фтора, выделяющееся с ПФУ, при этом составит:

пфу пфу Р = 0,86 x Р , (13) ф

где 0,86 - коэффициент пересчета выбросов ПФУ на фтор; пфу Р - выброс перфторуглеродов, кг/т Al. п Р - потери фтора со снимаемой угольной пеной, кг/т Al, ф определяются по формуле: п п Р = Р x Д , (14) ф п ф

где Р - количество снятой угольной пены, кг/т Al; п п Д - массовая доля фтора в угольной пене, доли ед. ф п При определении величин тау , t , Р , Д используются в в п ф усредненные фактические данные корпуса электролиза. При производстве алюминия, особенно при сухой очистке газов может образовываться избыток электролита - избыточное количество электролита, образующегося в электролизере в связи со следующими факторами: высокой степенью улавливания и возврата в электролизер фтористых соединений, выделяющихся в процессе электролиза; содержанием в глиноземе Na O, превышающем 0,35%; 2 необходимостью подачи в электролизеры фтористого алюминия для нейтрализации Na O, превышающего 0,35%. 2 Количество фтора, теряемого с избытком электролита, определяется по формуле:

эл и эл Р = Р x Д , (15) ф эл ф

эл где Р - потери фтора с избытком электролита, кг/т Al; ф и Р - избыток электролита, кг/т Al; эл эл Д - массовая доля фтора в электролите, доли ед. ф Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с ог обожженными анодами, потери фтора с анодными огарками (Р ), ф которые устанавливаются производственными службами путем взвешивания анодных огарков и определения в них массовой доли фтора по формуле:

ог ог Р = Р x Д , (16) ф ог ф

где Р - количество извлекаемых анодных огарков, кг/т Al; ог ог Д - массовая доля фтора в анодных огарках. ф фут Потери фтора с катодной футеровкой (Р , кг/т Al) ф определяются по формуле:

фут п б ц бр Р = (Д x Q + Д x Q + Д x Q + Д x Q ), (17) ф ф п ф б ф ц ф бр

п б ц бр где Д , Д , Д , Д - доля фтора, соответственно, в подовых, ф ф ф ф бортовых блоках угольной футеровки, цоколе и бровке, доли ед.;

Q , Q , Q , Q - соответственно, количество отработанной п б ц бр футеровки в подовых, бортовых блоках, цоколе и бровке, кг/т Al. Принимается, что потеря фтора с отработанной футеровкой, как и расход фтора на пуск электролизеров после капитального ремонта, 2 составляет 223 кг F на 1 м площади подины. Для обожженных анодов при отсутствии инструментальных данных может быть принято, что с огарками удаляется из электролизера в среднем 3 кг F/т Al. Количество фтористых соединений, поступающих в систему организованного газоотсоса, определяется, исходя из количества фтористых соединений, отходящих от электролизеров, и эффективности системы газоотсоса, которая определяется производственными службами с учетом эффективности газосборников при различных состояниях электролизера (включая выполнение технологических операций) и продолжительности этих состояний. Для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом

го пг гк Р = Р x Э . (18) ф ф ф

Для электролизеров с предварительно обожженными анодами и с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом

го пг у Р = Р x Э , (19) ф ф

го где Р - количество фторидов, поступающих в систему ф организованного отсоса, кг/т Al; гк Э - эффективность улавливания газов газосборным колоколом, ф доли ед. у Э - эффективность системы газоотсоса, доли ед. Количество фтористых соединений, поступающих в атмосферу корпуса электролиза, определяется по формуле: для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом

ак пг гк Р = Р x (1 - Э ); (20) ф ф ф

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

ак пг у Р = Р x (1 - Э ), (21) ф ф

ак где Р - количество фторидов, поступающих в атмосферу корпуса ф электролиза, кг/т Al. Для определения эффективности системы газоотсоса осуществляется хронометраж технологических операций на представительной группе электролизеров (приложение 2 к Методике). Эффективность улавливания фторидов колоколом (укрытием) в каждом состоянии принимается в соответствии с приложением 3 к Методике. Значения эффективности колокола (укрытия), приведенные в приложении 3 к Методике, рекомендуется периодически уточнять путем инструментального определения материальных балансов загрязняющих веществ с использованием методов экоаналитических измерений. Для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом расчет ведется по формуле:

гк

гк6 гк7 гк8 гк9 гк10 + Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т , (22) ф 6 ф 7 ф 8 ф 9 ф 10

где Т , Т ,..., Т - доли продолжительности каждого состояния 1 2 10 электролизеров, доли ед. Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом расчет ведется по формуле:

у у1 у2 у3 у4 у5 Э = Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т + 1 2 3 4 5

у6 у7 у8 у9 + Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т , (23) 6 7 8 9

где Т , Т ,..., Т - доли продолжительности каждого состояния 1 2 9 электролизеров, доли ед. Для электролизеров с предварительно обожженными анодами расчет ведется по формуле:

у + Э x Т , (24) 7 7

где Т , Т ,..., Т - доли продолжительности каждого состояния 1 2 7 электролизеров, доли ед. В связи со сложностью проведения хронометражных наблюдений эффективность колокола (укрытия) может определяться также путем оперативной оценки герметизации электролизеров (приложение 14 к Методике). В связи с тем, что при оперативной оценке состояния электролизеров в меньшей степени учитывается экспозиция электролизеров при i-том состоянии электролизера, взаимосвязь между величинами эффективности колокола, найденными методом у хронометража Э методом оперативной оценки определяется хр соотношением: у Э хр -------- = К (25) у Э оп.оц.

Величина "К" определяется опытным путем при сопоставлении обоих методов. При отсутствии других данных, "К" может приниматься равным 0,9. Для расчета количества газообразных и твердых фторидов, поступающих в систему газоотсоса и в атмосферу корпуса электролиза, производственными службами при анализе газов и пыли определяется доля газообразных фторидов и твердых фторидов в общем количестве фторидов, поступающих в систему газоотсоса и атмосферу корпуса электролиза. При этом используются следующие соотношения:

го го Д + Д = 1, (26) фгаз фтв

ак ак Д + Д = 1, (27) фгаз фтв

го го где Д , Д - соответственно, доля газообразных и твердых фгаз фтв фторидов в общем количестве фторидов, поступающих в систему газоотсоса, доли ед.; ак ак Д , Д - соответственно доля газообразных и твердых фгаз фтв фторидов в общем количестве фторидов, поступающих в атмосферу корпуса, доли ед. Средние значения этих величин составляют: для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом:

го го ак ак Д - 0,6; Д - 0,4; Д - 0,4; Д - 0,6; фгаз фтв фгаз фтв

для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом:

го го ак ак Д - 0,4; Д - 0,6; Д - 0,4; Д - 0,6; фгаз фтв фгаз фтв

для электролизеров с предварительно обожженными анодами: го го ак ак для КрАЗа Д - 0,5; Д - 0,5; Д - 0,5; Д - 0,5; Фгаз Фтв Фгаз Фтв

го го ак ак для САЗа Д - 0,35; Д - 0,65; Д - 0,35; Д - 0,65; Фгаз Фтв Фгаз Фтв

го го ак ак для НАЗа Д - 0,4; Д - 0,6; Д - 0,4; Д - 0,6; Фгаз Фтв Фгаз Фтв

Указанные величины должны уточняться инструментальными замерами. Количество газообразных фторидов, поступающих в систему газоотсоса, определяется по формуле:

го го го F = Р x Д , (28) газ ф фгаз

го где F - количество газообразных фторидов, поступающих в газ систему газоотсоса, кг/т Al. Количество твердых фторидов, поступающих в систему газоотсоса, определяется по формуле:

го го го F = Р x Д , (29) тв ф фтв

го где F - количество твердых фторидов, поступающих в систему тв газоотсоса, кг/т Al. Количество газообразных фторидов, поступающих в атмосферу корпуса, определяется по формуле:

ак ак ак F = Р x Д , (30) газ ф фгаз

ак где F - количество газообразных фторидов, поступающих в газ атмосферу корпуса электролиза, кг/т Al. Количество твердых фторидов, поступающих в атмосферу корпуса электролиза, определяется по формуле:

ак ак ак F = Р x Д , (31) тв ф фтв

ак где F - количество твердых фторидов, поступающих в атмосферу тв корпуса электролиза, кг/т Al. При расчете количества твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух через аэрационные фонари, может быть учтено оседание их на конструкциях корпуса электролиза (приложение 4 к Методике). Тогда:

ако ак акос F = F - F , (32) тв тв тв

ако где F - количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух через аэрационные фонари, с учетом оседания их на конструкциях корпуса, кг/т Al; акос F - количество твердых фторидов, осевших на конструкциях тв корпуса электролиза, кг/т Al, рассчитывается в соответствии с рекомендациями по экспериментальному определению количества осаждающейся пыли в приложении 4 к Методике; при отсутствии акос ак экспериментальных данных F принимается равным 0,3 от F . тв тв Количество газообразных фторидов, отходящих от электролизеров, определяется как сумма газообразных фторидов, поступающих в систему газоотсоса и в атмосферу корпуса:

го ак F = F + F , (33) газ газ газ

где F - количество газообразных фторидов, отходящих от газ электролизеров, кг/т Al. Количество твердых фторидов, отходящих от электролизеров, определяется как сумма твердых фторидов, поступающих в систему газоотсоса и в атмосферу корпуса:

го ак F = F + F , (34) тв тв тв

где F - количество твердых фторидов, отходящих от тв электролизеров, кг/т Al. Газоочистные установки могут быть одноступенчатыми (скруббер) и двухступенчатыми (электрофильтр + скруббер) или (сухая + мокрая).

Одноступенчатая очистка

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:

го1 го газ го F = F x Э x Э , (35) газ газ ф

го1 где F - количество газообразных фторидов, уловленных в газ системе газоочистки, кг/т Al; газ Э - эффективность улавливания газообразных фторидов системой ф газоочистки, доли ед.; го Э - 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:

гои го2и F - F газ газ газ Э = ------------ , (36) ф гои F газ

гои го2и где F и F - инструментально определенное количество газ газ газообразных фторидов, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Al. гои го2и F и F определяются инструментальными методами в газ газ 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:

го2 го го1 F = F - F , (37) газ газ газ го2 где F - расчетное количество газообразных фторидов, газ выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Al. 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:

ат ак го2 F = F + F , (38) газ газ газ

ат где F - общее количество газообразных фторидов, газ выбрасываемых в атмосферный воздух, кг/т Al. 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:

го1 го тв го F = F x Э x Э , (39) тв тв ф

го го2и F - F тв тв тв Э = -----------, (40) ф гои F тв

го1 где F - количество твердых фторидов, улавливаемых в тв аппаратах газоочистки, кг/т Al; тв Э - эффективность улавливания твердых веществ в аппаратах Ф газоочистки, доли ед.; гои го2и F и F - инструментально определенное количество твердых тв тв фторидов, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Al. гои го2и F и F определяются инструментальными методами в тв тв 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:

го2 го го1 F = F - F , (41) тв тв тв

го2 где F - расчетное количество твердых фторидов, тв выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Al. 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:

ат ако го2 F = F + F , (42) тв тв тв

ат где F - общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух, кг/т Al.

Двухступенчатая очистка (электрофильтр + аппарат мокрой очистки)

При двухступенчатой системе очистки эффективность улавливания твердых фторидов второй ступенью зависит от эффективности улавливания твердых фторидов первой ступенью. Количество уловленных твердых фторидов рассчитывается по формуле:

го го эл го эл скр1 го скр2 (Т + Т ) x Э + Т x (1 - Э ) x Э + Т x Э го3 го 1 2 фтв 1 фтв фтв 3 фтв F = F x ------------------------------------------------------, тв тв го го го го Т + Т + Т + Т 1 2 3 4 (43)

го3 где F - количество твердых фторидов, уловленных в системе тв двухступенчатой очистки, кг/т Al; го Т - время работы обеих ступеней двухступенчатой очистки, 1 час, (режим 1); го Т - время работы первой ступени очистки (электрофильтра) при 2 простое второй ступени (скруббера), час, (режим 2); го Т - время работы второй ступени очистки (скруббера) при 3 простое первой ступени (электрофильтра), час, (режим 3); го Т - время полного простоя газоочистки, час, (режим 4); 4 эл Э - эффективность улавливания твердых фторидов в фтв электрофильтре, доли ед.; скр1 Э - эффективность улавливания твердых фторидов в скруббере фтв при работающем электрофильтре, доли ед.; скр2 Э - эффективность улавливания твердых фторидов в скруббере фтв при неработающем электрофильтре, доли ед. Эффективность улавливания твердых фторидов в каждом аппарате определяется как отношение количества уловленных твердых фторидов к количеству твердых фторидов, поступивших в аппараты газоочистки, по формулам:

го эл F - F эл тв тв Э = ---------, (44) фтв го F тв

эл скр1 F - F скр1 тв тв Э = -----------, (45) фтв эл F тв

го скр2 F - F скр2 тв тв Э = -----------, (46) фтв го F тв эл где F - количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух после электрофильтра, кг/т Al; скр1 F - количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух после скруббера при работающем электрофильтре, кг/т Al; скр2 F - количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух после скруббера при неработающем электрофильтре, кг/т Al. го эл скр1 Эффективность улавливания твердых фторидов F , F , F и тв тв тв скр2 F определяется инструментальными методами в соответствии с тв методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух после двухступенчатой очистки, определяется как разность между количеством твердых фторидов, поступивших в аппараты газоочистки, и количеством твердых фторидов, уловленных в аппаратах двухступенчатой очистки:

го4 го го3 F = F - F , (47) тв тв тв

го4 где F - количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферу после двухступенчатой очистки, кг/т Al. Общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух с учетом оседания их на конструкциях корпуса, определяется как сумма количества твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферу через аэрационные фонари, и количества твердых фторидов, не уловленных аппаратами очистки:

ат ако го4 F = F + F , (48) тв тв тв

ат где F - общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферу, кг/т Al. Газообразные фториды в электрофильтре не улавливаются, поэтому ат расчет выброса F осуществляется по схеме расчета выбросов для газ одноступенчатой очистки.

Двухступенчатая очистка (сухая + мокрая)

Количество газообразных фторидов, улавливаемых в аппаратах сухой газоочистки, определяется, исходя из количества газообразных фторидов, поступающих на газоочистку, эффективности улавливания газообразных фторидов аппаратами сухой газоочистки и КПИ работы аппаратов сухой газоочистки:

гос го с гос F = F x Э x Э , (49) газ газ фгаз

гос где F - количество газообразных фторидов, уловленных в газ аппаратах сухой газоочистки, кг/т Al; с Э - эффективность улавливания газообразных фторидов фгаз аппаратами сухой газоочистки, доли ед.; гос Э - КПИ работы аппаратов сухой газоочистки, доли ед.

Эффективность улавливания газообразных фторидов аппаратами сухой газоочистки определяется как отношение количества уловленных газообразных фторидов к их количеству, поступающему в аппараты сухой газоочистки, по формуле:

гои го2и F - F с газ газ Э = ------------, (50) фгаз гои F газ

гои го2и где F и F - инструментально определенное количество газ газ газообразных фторидов, соответственно, на входе и выходе из сухой газоочистки, кг/т Al. гои го2и F и F определяются инструментальными методами в газ газ соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Количество твердых фторидов, улавливаемых в аппаратах сухой газоочистки, определяется, исходя из количества твердых фторидов, поступающих на газоочистку, эффективности улавливания твердых фторидов аппаратами сухой газоочистки и КПИ работы аппаратов сухой газоочистки:

гос го с гос F = F x Э x Э , (51) тв тв фтв

гос где F - количество твердых фторидов, уловленных в аппаратах тв сухой газоочистки, кг/т Al; с Э - эффективность улавливания твердых фторидов аппаратами фтв сухой газоочистки, доли ед. Эффективность улавливания твердых фторидов аппаратами сухой газоочистки определяется как отношение количества уловленных твердых фторидов к количеству твердых фторидов, поступающих в аппараты сухой газоочистки, по формуле:

гои го2и F - F с тв тв Э = ------------, (52) фтв гои F тв

гои го2и где F - F - инструментально определенное количество тв тв твердых фторидов, соответственно, на входе и выходе из сухой газоочистки, кг/т Al. гои го2и F - F определяются инструментальными способами в тв тв соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Расчетное количество газообразных фторидов, поступающих на вторую ступень очистки (мокрую), определяется как разность между количеством газообразных фторидов, поступивших в систему газоотсоса, и количеством газообразных фторидов, уловленных в аппаратах первой ступени очистки:

гом го гос F = F - F , (53) газ газ газ

гом где F - расчетное количество газообразных фторидов, газ поступивших на мокрую очистку после сухой очистки, кг/т Al. Расчетное количество твердых фторидов, поступающих на вторую ступень очистки (мокрую), определяется как разность между количеством твердых фторидов, поступивших в систему газоотсоса, и количеством твердых фторидов, уловленных в аппаратах сухой очистки:

гом го гос F = F - F , (54) тв тв тв

гом где F - расчетное количество твердых фторидов, поступивших тв на мокрую очистку после сухой очистки, кг/т Al. Количество газообразных фторидов, улавливаемых в аппаратах мокрой очистки, определяется, исходя из количества газообразных фторидов, поступающих на мокрую очистку, эффективности улавливания газообразных фторидов аппаратами мокрой очистки и КПИ аппаратов мокрой очистки:

гом1 гом м гом F = F x Э x Э , (55) газ газ фгаз

гом1 где F - количество газообразных фторидов, уловленных в газ аппаратах мокрой очистки, кг/т Al; м Э - эффективность улавливания газообразных фторидов фгаз аппаратами мокрой очистки, доли ед.; гом Э - КПИ работы аппаратов мокрой очистки, доли ед. Эффективность улавливания газообразных фторидов аппаратами мокрой очистки определяется как отношение количества уловленных газообразных фторидов к количеству газообразных фторидов, поступающих в аппараты мокрой очистки, по формуле:

гом1и гом2и F - F м газ газ Э = ----------------, (56) фгаз гом1и F газ

гом1и гом2и где F и F - инструментально определенное количество газ газ

газообразных фторидов, соответственно, на входе и выходе из мокрой газоочистки, кг/т Al.

гом2 гом гом1 F = F - F , (57) газ газ газ

гом2 где F - расчетное количество газообразных фторидов, газ выбрасываемых в атмосферный воздух после мокрой очистки, кг/т Al. 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:

ат ак гом2 F = F + F , (58) газ газ газ

ат где F - общее количество газообразных фторидов, газ выбрасываемых в атмосферный воздух, кг/т Al. Аналогично, количество твердых фторидов, улавливаемых в аппаратах мокрой очистки, определяется, исходя из количества твердых фторидов, поступающих на мокрую очистку, эффективности улавливания твердых фторидов аппаратами мокрой очистки и КПИ улавливания пыли аппаратами мокрой очистки:

гом1 гом м гом F = F x Э x Э (59) тв тв фтв

гом1и гом2и F - F м тв тв Э = ----------------, (60) фтв гом1и F тв м где Э - эффективность улавливания твердых фторидов в фтв аппаратах мокрой очистки, доли ед.; гом1и гом2и F и F - иструментально определенное количество тв тв твердых фторидов, соответственно, на входе и выходе из аппаратов мокрой очистки, кг/т Al; определяются в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, определяется как разность между количеством твердых фторидов, поступивших на мокрую очистку, и количеством твердых фторидов, уловленных в аппаратах мокрой очистки:

гом2 гом гом1 F = F - F , (61) тв тв тв

гом2 где F - количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух после мокрой очистки, кг/т Al. Общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в атмосферный воздух с учетом оседания их на конструкциях корпуса электролиза, определяется как сумма количества твердых фторидов, выбрасываемых через аэрационные фонари, и количества твердых фторидов, не уловленных аппаратами газоочистки:

ат ако гом2 F = F + F , (62) тв тв тв

ат где F - общее количество твердых фторидов, выбрасываемых в тв атмосферный воздух, кг/т AL. Схематично баланс фтора для двухступенчатой (сухая + мокрая) очистки представлен в приложении 5 к Методике.

IV. Расчет выбросов оксида углерода в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия

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

Al O + 2C = CO + CO + 2Al (63) 2 3 2

CO + C = 2CO (64) 2

Суммарно эти реакции можно выразить уравнением:

3 3X 3 x (1 - X) Al O + ----- C = 2Al + ----- CO + ----------- CO (65) 2 3 2 - X 2 - X 2 - X 2

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 Al (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:

обр о К = 4,67 x Д x Р - 1,75 x Р , (66) СО С ам O

обр где К - количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl; СО Р - расход анодной массы, кг/т Аl; ам о Д - доля углерода, подвергшегося окислению под колоколом, C доли ед.; Р - количество кислорода, окисляющего углерод под колоколом, O кг/т Al. 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 СО при 2 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):

гк о Р = 930 + 0,54 x (1 - Э ) x Р x Д , (67) O аг ам C

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:

го обр гк г г К = К x Э x (1 - Э x Э ), (68) CO CO аг CO

го где К - количество оксида углерода, выбрасываемого в СО атмосферный воздух через систему газоотсоса, кг/т Аl; гк Э - эффективность улавливания анодных газов газосборным аг колоколом, доли ед.; г Э - КПИ горелок во времени, доли ед.; г Э - эффективность дожигания оксида углерода, доли ед. CO 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:

гк

аг аг аг аг аг + Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т + Э x Т , (69) 5 5 6 6 7 7 8 8 10 10

аг где Э - эффективность улавливания анодных газов n газосборником в период времени Т , доли ед.; n аг Э принимается в соответствии с приложением 9 к Методике. n г Э 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:

ак обр гк д К = К x (1 - Э )(1-Э ), (70) СО СО аг СО

ак где К - количество оксида углерода, поступающего в атмосферу СО корпуса электролиза, кг/т Аl; д Э - степень дожигания оксида углерода, выделяющегося помимо СО колокольного газосборника, доли ед. С учетом фактического содержания оксида углерода в воздухе д электролизных корпусов Э принимается равной 0,5. СО 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:

ат ак го К = К + К , (71) СО СО СО ат где К - суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого СО 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 CO, а половина до СО . В зависимости от эффективности 2 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):

обр о К = 4,67 x Д x Р - 1,75 x Р , (72) СО С ам O

обр где К - количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl; СО Р - расход анодной массы, кг/т Аl; ам о Д - доля углерода, подвергшегося окислению под коркой, доли С ед.; Р - количество кислорода, окисляющего углерод под коркой, O кг/т Аl:

Р = 930 + 0,08 x Р . (73) O ам

Количество СО, образующегося над коркой, рассчитывается по формуле: возд К = 0,0466 x Р , (74) СО ам

возд где К - количество оксида углерода, образующегося при СО 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:

го обр го у К = К x Д + Э x 0,0466 x Р , (75) СО СО СО ам

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

го

у 3 д3 у 4 д4 + Т x Э x (1 - Э ) x Э + Т x Э x (1 - Э ) x Э + 3 3 ог CO 4 4 ог CO

у 5 д5 у 6 д6 + Т x Э x (1 - Э ) x Э + Т x Э x (1 - Э ) x Э + (76) 5 5 ог CO 6 6 ог CO

у 7 д7 у 8 д8 + Т x Э x (1 - Э ) x Э + Т x Э x (1 - Э ) x Э + 7 7 ог CO 8 8 ог CO

у 9 д9 + Т x Э x (1 - Э ) x Э , 9 9 ог CО

n где Э - доля времени горения огонька, доли ед.; ог дn Э - доля неокислившегося CO, доли ед. СО Количество оксида углерода, поступающего в атмосферу корпуса электролиза, определяется по формуле:

ак обр ак у К = К x Д + (1 - Э ) x 0,0466 x Р , (77) CO CO CO ам

ак у 1 д1 Д = Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + (78) CO 1 1 ог CO

у 2 д2 у 3 д3 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + 2 2 ог CO 3 3 ог CO

у 4 д4 у 5 д5 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + 4 4 ог CO 5 5 ог CO

у 6 д6 у 7 д7 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + 6 6 ог CO 7 7 ог CO

у 8 д8 у 9 д9 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э , 8 8 ог CO 9 9 ог CO

ак где Д - доля оксида углерода, поступающего в атмосферу CO корпуса электролиза, от количества, образующегося под коркой электролита, доли ед. у Эффективность системы газоотсоса (Э ) рассчитывается по формуле: у у у у у у у Э = Т x Э + Т x Э + Т x Э + Т x Э + Т x Э + Т x Э + 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6

у у у + Т x Э + Т x Э + Т x Э , (79) 7 7 8 8 9 9

Эффективность системы газоотсоса и эффективность дожигания оксида углерода в "огоньках" рекомендуется принимать в соответствии n с приложением 10 к Методике, а Т и Э - по результатам n ог хронометража или оперативной оценки. Суммарное количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух, определяется как сумма количества CO, выделившегося в атмосферу корпуса эектролиза, и количества CO, поступившего в систему газоотсоса:

ат ак го К = К + К , (80) СО СО СО ат где К - количество оксида углерода, выбрасываемого в СО 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 СО . В зависимости от эффективности 2 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):

обр о ' К = 4,67 x Д x Р - 1,75 x Р , (81) СО С оа O

обр где К - количество образующегося оксида углерода, кг/т Аl; СО , Р - расход анодов, нетто, кг/т Аl; оа о Д - доля углерода, подвергшегося окислению под коркой С электролита, доли ед. Количество кислорода, окисляющего углерод под коркой (Р ), O рассчитывается по формуле: , Р = 930 + 0,094 x Р . (82) O оа

Количество СО, образующегося над коркой электролита, рассчитывается по формуле: возд , К = 0,055 x Р , (83) СО оа возд где К - количество оксида углерода, образующегося при СО 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:

го обр го у , К = К x Д + Э x 0,055 x Р , (84) СО СО СО оа

го где Д - доля оксида углерода, поступающего в систему СО газоотсоса, от количества оксида углерода, образующегося под коркой обр электролита ( К ), доли ед. СО го у 1 д1 у 2 д2 Д = Т x Э x (1 - Э ) x Э + Т x Э x (1 - Э ) x Э + СО 1 1 ог СО 2 2 ог СО

у 3 д3 у 4 д4 + Т x Э x (1 - Э ) x Э + Т x Э x (1 - Э ) x Э + 3 3 ог СО 4 4 ог СО (85) у 5 д5 у 6 д6 + Т x Э x (1 - Э ) x Э + Т x Э x (1 - Э ) x Э + 5 5 ог СО 6 6 ог СО

у 7 д7 + Т x Э x (1 - Э ) x Э , 7 7 ог СО

n где Э - доля времени горения огонька, доли ед. ог 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, 1 2 Э и Э = 0. При этом формула (85) примет вид: ог ог

го Д = 0,375 x Т + 0,375 x Т + 0,75 x Т + 0,0045 x Т + СО 1 2 3 4 (86) + 0,00975 x Т + 0,0147 x Т . 5 7

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

ак обр ак у , К = К x Д + (1 - Э ) x 0,055 x Р , (87) СО СО СО оа

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

ак у 1 д1 Д = Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + (88) СО 1 1 ог СО

у 2 д2 у 3 д3 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + 2 2 ог СО 3 3 ог СО

у 4 д4 у 5 д5 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + 4 4 ог СО 5 5 ог СО

у 6 д6 у 7 д7 + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э + Т x (1 - Э ) x (1 - Э ) x Э , 6 6 ог СО 7 7 ог СО

у где Э - эффективность системы газоотсоса, доли ед.

у + Т x Э . (89) 7 7

n уn дn При подстановке значений Э , Э и Э формула (88) примет ог СО вид:

ак Д = 0,125 x Т + 0,125 x Т + 0,00375 x Т + 0,003 x Т + СО 1 2 3 4 (90) + 0,00525 x Т + 0,015 x Т + 0,0003 x Т . 5 6 7

Эффективность системы газоотсоса и эффективность дожигания оксида углерода в "огоньках" принимается в соответствии с n приложением 11 к Методике, а Т и Э - по результатам хронометража n ог 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:

ат ак го К = К + К , (91) СО СО СО ат где К - количество оксида углерода, выбрасываемого в СО атмосферный воздух, кг/т Аl.

V. Расчет выбросов диоксида серы в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия

Основное количество серы поступает в процесс электролиза с анодным материалом. Остальное количество приходится на свежие и вторичные фтористые соли. о Доля серы, выделяющейся из электролизера в виде диоксида (Д ), S 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:

о ам кс а к кр Д x Р x Д + П x Д + П x Д + П x Д + П x Д S ам S кс S а S к S кр S Р = ----------------------------------------------------------- + S 0,5

кф П x Д кф S + ---------- ; (92) 0,5

для электролизеров с самосбжигающимися анодами с боковым токоподводом:

о ам кс а к кр Д x Р x Д + П x Д + П x Д + П x Д + П x Д S ам S кс S а S к S кр S Р = ----------------------------------------------------------- + S 0,5

кф гл П x Д + П x Д кф S гл S + ------------------------, (93) 0,5

где Р - количество диоксида серы, отходящего от S электролизера, кг/т Аl; ам Д - массовая доля серы в анодной массе, доли ед.; S кс Д - массовая доля серы в свежем криолите, доли ед.; S а Д - массовая доля серы во фтористом алюминии, доли ед.; S к Д - массовая доля серы во фтористом кальции, доли ед.; S кр Д - массовая доля серы в регенерационном криолите, доли ед.; S кф Д - массовая доля серы во флотационном криолите, доли ед.; S о Д - доля серы, выделяющейся в виде диоксида, доли ед.; S гл Д - массовая доля серы во фторированном глиноземе, доли ед. S 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:

о ам кс а к гл Д x Р x Д + П x Д + П x Д + П x Д + П x Д S ам S кс S а S к S гл S Р = ----------------------------------------------------------- + S 0,5

кф П x Д кф S + ---------- ; (94) 0,5

для электролизеров с предварительно обожженными анодами:

о ам кс а гл кф Д x Р x Д + П x Д + П x Д + П x Д + П x Д S ам S кс S а S гл S кф S Р = ------------------------------------------------------------. S 0,5 (95)

В формулах (94) и (95): Р - количество диоксида серы, отходящего от электролизера, S кг/т Аl; ам Д - массовая доля серы в анодной массе, доли ед.; S кс Д - массовая доля серы в свежем криолите, доли ед.; S а Д - массовая доля серы во фтористом алюминии, доли ед.; S к Д - массовая доля серы во фтористом кальции, доли ед.; S кр Д - массовая доля серы в регенерационном криолите, доли ед.; S гл Д - массовая доля серы во фторированном глиноземе, доли ед.; S кф Д - массовая доля серы во флотационном криолите, доли ед.; S о Д - доля серы, выделяющейся в виде диоксида, доли ед.; S 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:

го гк Р = Р x Э , (96) S S аг

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

го у Р = Р x Э , (97) S S

го где Р - количество диоксида серы, поступающего в систему S газоотсоса, кг/т Аl. Количество диоксида серы, улавливаемого в системе газоочистки, рассчитывается по формуле:

го1 го го го Р = Р x Э x Э , (98) S S S

го1 где Р - количество диоксида серы, улавливаемого в системе S газоочистки, кг/т Аl; го Э - эффективность улавливания диоксида серы в аппаратах S 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:

гои го2и Р - Р го S S Э = -------------, (99) S гои Р S

гои го2и где Р и Р - инструментально определенное количество S S диоксида серы, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl. гои го2и Р и Р определяются инструментальными методами в S S 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:

го2 го го1 Р = Р - Р , (100) S S S

го2 Р - количество диоксида серы, выбрасываемого в атмосферный S 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: ак гк Р = Р x (1 - Э ); (101) S S аг

ак у Р = Р x (1 - Э ); (102) S S

ак где Р - количество диоксида серы, поступающего в атмосферу S 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:

ат ак го2 Р = Р + Р , (103) S S S

ат где Р - количество диоксида серы, выбрасываемого в S 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:

ат ак го Р = Р + Р . (104) S S S

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 ), приведено в приложении 12 к Методике. см При применении "сухой" анодной массы возможно сокращение количества смолистых веществ, выделяющихся под колокольный газосборник (Р ), примерно на 30% (уточняется экспериментально). см 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 i электролизерами разных типов ( Д ): c-n

i i Р = сумма Р x Д , (105) см см c-n

где Р - количество смолистых веществ, выделяющихся в зоне см под колоколом, кг/т Аl; i Р - количество смолистых веществ, выделяющихся в зоне под см колоколом при производстве i-той доли металла, кг/т Аl; i Д - доля металла, производимая электролизерами разных c-n типов, доли ед. Количество смолистых веществ, поступающих в горелку, определяется по формуле:

гк гк Р = Э x Р , (106) см аг см гк где Р - количество смолистых веществ, поступающих в горелку, см кг/т Аl. Количество смолистых веществ, поступающих в атмосферу корпуса электролиза, рассчитывается по формуле:

ак гк пш Р = Р x (1 - Э ) + Р , (107) см см аг см

ак где Р - количество смолистых веществ, поступающих в см атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl; пш Р - количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферный см воздух при перестановке штырей, кг/т Аl. Количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферный воздух при перестановке штырей, может оцениваться из выражения:

пш 2 Р = 0,785 x d x h x q x c x ро x (1 - k) x n , (108) см л жам ш

где d - диаметр лунки (может быть условно принят равным л 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.; 3 ро - плотность жидкой анодной массы, кг/дм ; жам k - выход кокса при быстром коксовании пека, доли ед.; n - количество переставляемых штырей в расчете на 1 т Аl. ш 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:

г гк г г Р = Р x Э x Э , (109) см см см

г где Р - количество смолистых веществ, сгорающих в горелке, см кг/т Аl; г Э - эффективность дожигания смолистых веществ, доли ед.; см г Э - 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, гк г определяется как разность между Р и Р : см см

го гк г г Р = Р x Э x (1 - Э x Э ), (110) см см аг см

го где Р - количество смолистых веществ, поступающих на см газоочистку, кг/т Аl. Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом количество выделившихся под укрытие смолистых веществ рассчитывается по формуле:

Р = Р x Д , (111) см ам см

где Р - количество смолистых веществ, выделяющихся через см боковые поверхности анода, кг/т Аl; Р - удельный расход анодной массы, кг/т Аl; ам Д - доля смолистых веществ, выделяющихся через боковые см 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:

го у Р = Э x Р , (112) см см

го где Р - количество смолистых веществ, поступающих в систему см газоотсоса, кг/т Аl. Для электролизеров с саморбжигающимися анодами с боковым токоподводом:

ак у Р = Р x (1 - Э ), (113) см см

ак где Р - количество смолистых веществ, выделяющихся в см 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

ако гк пш акос Р = Р x (1 - Э ) + Р - Р , (114) см см аг см см

ако где Р - количество смолистых веществ, выбрасываемых в см атмосферный воздух через аэрационные фонари с учетом оседания их на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl; акос Р - количество смолистых веществ, осевших на конструкциях см корпуса электролиза, кг/т Аl, рассчитывается в соответствии с рекомендациями по экспериментальному определению количества осаждающейся пыли в приложении 3, при отсутствии экспериментальных акос ак данных Р можно принять равным 0,2 от Р . см см Для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом

ако у акос Р = Р x (1 - Э ) - Р , (115) см см см

ако где Р - количество смолистых веществ, поступающих в см атмосферу корпуса электролиза, с учетом оседания их на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl; акос Р - количество смолистых веществ, осевших на конструкциях см корпуса электролиза, кг/т Аl; рассчитывается в соответствии с приложением 4 к Методике. Количество смолистых веществ, улавливаемых аппаратами газоочистки, рассчитывается по формуле:

го1 го го го Р = Р x Э x Э , (116) см см см

го1 где Р - количество смолистых веществ, улавливаемых см аппаратами газоочистки, кг/т Аl; го Э - КПИ аппаратов газоочистки, доли ед.; го Э - эффективность улавливания смолистых веществ в аппаратах см 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:

гои го2и Р - Р го см см Э = ------------, (117) см гои Р см

гои го2и где Р и Р - количество смолистых веществ, см см 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:

го2 го го1 Р = Р - Р , (118) см см см

го2 где Р - количество смолистых веществ, выбрасываемых в см 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:

ат ако го2 Р = Р + Р , (119) см см см ат где Р - количество смолистых веществ, выбрасываемых в см 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:

см Р = Р x альфа , (120) бп см бп

где Р - количество бенз(а)пирена, выделяющегося под укрытие, бп кг/т Аl; см альфа - содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах бп (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:

го1 го го го Р = Р x Э x Э , (121) бп бп бп

го1 где Р - количество бенз(а)пирена, улавливаемого аппаратами бп газоочистки, кг/т Аl; го Э - КПИ аппаратов газоочистки, доли ед.; го Э - эффективность улавливания бенз(а)пирена в аппаратах бп 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:

гои го2и Р - Р го бп бп Э = ------------, (122) бп гои Р бп

гои го2и где Р и Р - инструментально определенное количество бп бп бенз(а)пирена, соответственно, на входе и выходе из газоочистки, кг/т Аl. гои го2и Р и Р определяются инструментальными методами в бп бп соответствии 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:

го2 го го1 Р = Р - Р , (123) бп бп бп

го2 где Р - количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в бп 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:

ако ако ако Р = Р x альфа , (124) бп см бп

го2 го2 го2 Р = Р x альфа , (125) бп см бп

ако где Р - количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в бп атмосферный воздух через аэрационные фонари с учетом оседания его на конструкциях корпуса электролиза (приложение 4 к Методике), кг/т Аl; ако альфа - содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, бп выбрасываемых в атмосферный воздух через аэрационные фонари корпуса электролиза, доли ед.; го2 Р - количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный бп воздух после очистки, кг/т Аl; го2 альфа - содержание бенз(а)пирена в смолистых веществах, бп выбрасываемых в атмосферный воздух после очистки, кг/т Аl. Общее количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в атмосферный воздух, рассчитывается по формуле:

ат ако го2 Р = Р + Р , (126) бп бп бп ат где Р - общее количество бенз(а)пирена, выбрасываемого в бп атмосферный воздух, кг/т Аl. При двухступенчатой очистке расчет ведется по схеме, описанной в разделе III.

VII. Расчет выбросов электролизной пыли в атмосферный воздух при

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 инструментальными замерами в соответствии с методиками выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. Количество пыли, выбрасываемой после газоочистки, определяется по формуле:

го2 Р = С x Q, (127) п п

го2 где Р - количество пыли, выбрасываемой после очистки, п кг/т Аl; 3 С - концентрация пыли в очищенных газах, мг/нм ; п 3 Q - объем очищенных газов, нм /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:

го F го тв Р = ----, (128) п го Д ф

го где Р - количество электролизной пыли, поступающей в п систему газоотсоса, кг/т Аl; го Д - массовая доля фтора в пыли, поступающей в систему ф 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:

ак F ак тв Р = ---, (129) п ак Д ф

ак где Р - количество электролизной пыли, выделяющейся в п атмосферу корпуса электролиза, кг/т Аl; ак Д - массовая доля фтора в пыли, выделяющейся в атмосферу ф 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:

ако ак акос Р = Р - Р , (130) п п п

ако где Р - количество электролизной пыли, выбрасываемой в п атмосферный воздух через аэрационные фонари с учетом оседания ее на конструкциях корпуса электролиза, кг/т Аl; акос Р - количество электролизной пыли, осевшей на конструкциях п корпуса электролиза, кг/т Аl; рассчитывается в соответствии с приложением 4 к Методике. Количество электролизной пыли, улавливаемой аппаратами газоочистки, рассчитывается по формуле:

го1 F го1 тв Р = ----, (131) п го Д ф

го1 где Р - количество электролизной пыли, уловленной п аппаратами газоочистки, кг/т Аl. Количество электролизной пыли, не уловленное в аппаратах го2и газоочистки (Р ), определяется инструментальными методами в п 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:

гои го2и Р - Р го п п Э = ------------, (132) п гои Р п

гои го2и где Р и Р - инструментально определяемое количество п п 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 го2и здесь Р не отражает количество электролизной пыли на выходе из п 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:

го2 го го1 Р = Р - Р , (133) п п п

го2 где Р - количество электролизной пыли, выбрасываемой в п 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:

ат ако го2 Р = Р + Р , (134) п п п

ат где Р - количество электролизной пыли, выбрасываемой в п атмосферный воздух, кг/т Аl. При двухступенчатой очистке расчет ведется по схеме, описанной в разделе III.

VIII. Расчет выбросов неорганической пыли в атмосферный воздух при

Выбросы пыли неорганической определяют, исходя из выбросов общей пыли и содержания в ней фторсолей: Для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним и боковым токоподводом:

го2 F го2 го2 тв го2 Р = Р - ---- - Р , (135) неорг п фс см Д F

ак F ако ако тв ако Р = Р - --- - Р . (136) неорг п фс см Д F

Для электролизеров с предварительно обожженными анодами:

го2 F го2 го2 тв Р = Р - ----, (137) неорг п фс Д F

ак F ако ако тв Р = Р - ---, (138) неорг п фс Д F

Суммарный выброс пыли неорганической составляет:

ат го2 ако Р = Р + Р , (139) неорг неорг неорг ат где Р - общее количество пыли неорганической, выбрасываемой в неорг атмосферный воздух, кг/т Al. 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: альфа-Al О - корунд; 2 3 гамма-Al О - оксид алюминия; 2 3 остальные компоненты - пыль неорганическая с содержанием SiО

____________

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

Расчет количества образующегося оксида углерода и количества кислорода, участвующего в реакции окисления углерода на электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом

В соответствии с уравнением (65), если за х принять объемную долю оксида углерода при сумме долей CO + CO = 1, 2

3 3 x X 3 x (1 - X) 1,5 x O + ----- x C = ----- x CO + ----------- x CO 2 2 - X 2 - X 2 - X 2 ___________ _________ _____________

3 x 12 3 x X x 28 1,5 x 32 кг ------ кг ---------- кг 2 - X 2 - X ___________ ___________ _____________ о обр1 930 кг Д x Р , кг К , кг с ам CO

Можно составить пропорцию:

3 x 12 о 1,5 x 32 : 930 = ------ : (Д x Р ), или 2 - X с ам

36 о 48 : 930 = ------ : (Д x Р ). 2 - X с ам

Откуда следует:

36 x 930 697,5 697,5 2 - X = -------------- = --------; X = 2 - --------. о о о 48 x Д x Р Д x Р Д x Р с ам с ам с ам

В свою очередь из пропорции:

3 x X x 28 обр1 1,5 x 32 : 930 = ----------- : К , или 2 - X CO

+ 697,5 + 3 x 28 x ¦2 - --------¦ ¦ о ¦ ¦ Д x Р ¦ + с ам+ обр1 48 : 930 = ------------------------ : К 697,5 CO 2 - 2 + -------- о Д x Р с ам

следует:

обр о К = 4,67 x (Д x Р - 0,375 x Р ). CO с ам о

о При Д = 0,84: с

обр К = 3,92 x Р - 1,75 x Р . CO ам о

Аналогично:

обр о К = 2,75 x (Р - 1,33 x Д x Р ). CO о с ам 2

Соответственно, объем первичного образующегося оксида углерода:

обр1 22,4 о V = ---- x 4,67 x (Д x Р - 0,375 - Р ) = CO 28 с ам о

о 3 = 3,75 x (Д x Р - 0,375 x Р ), нм /т Al. с ам о

Масса кислорода воздуха, взаимодействующая с образованием оксида углерода:

в в гк о (Р ) : Р = (1 - Э ) x 0,54 x Д x Р . о о аг с ам

Суммарное количество кислорода, реагирующего с углеродом в подколокольном пространстве, составит: гк о Р = 930 + 0,54 x (1 - Э ) x Р x Д , кг/т Al. о аг ам с

Объем первично образующегося диоксида углерода:

обр1 22,4 о V = ---- x 2,75 x (Р - 1,33 x Д x Р ) = CO 44 о с ам 2 о 3 = 1,4 x (Р - 1,33 x Д x Р ), нм /т Al. о с ам

Суммарный нормальный объем первично образующегося анодного газа:

н обр1 обр1 + 13,95+ V = V + V = ¦1,53 x Р + -----¦ = аг CO CO ¦ ам о ¦ 2 ¦ Д ¦ + с +

о 3 = 1,88 x Д x Р - 2,3 нм /т Al. с ам

о При температуре электролита 962 С физический объем анодного газа:

ф 962 + 273 н н V = ---------- x V = 4,22 x V . аг 20 + 273 аг аг

гк При эффективности газосборного колокола Э в атмосферу аг гк ф 3 корпуса электролиза выделится (1 - Э ) - V м анодного газа. аг аг Освобождающийся объем заполняется воздухом, который нагревается до о 500 С. В этом случае физический объем воздуха оказывается в 2,6 раза больше, чем натуральный. Нормальный объем воздуха:

гк н (1 - Э ) x 4,22 x V н аг ар гк н V = ---------------------- = (1 - Э ) x 1,623 x V . в 2,6 аг аг

Объем содержащегося в воздухе кислорода:

н н н гк н V = 0,21 x V ; V = (1 - Э ) x 0,341 x V . о в о аг аг

Масса кислорода воздуха, поступающего под колокольный газосборник:

в гк 0,32 x 0,341 н гк н Р = (1 - Э ) x ------------- x V = (1 - Э ) x 0,49 x V . о аг 22,4 аг аг аг

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

Расчет количества кислорода воздуха, окисляющего углерод под коркой электролита, и количества оксида углерода, образующегося над коркой на электролизерах с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом

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 CO. Количество кислорода, окисляющего углерод до CO под коркой, составит:

0,094 ' 16 ' ----- x Р x -- = 0,0235 x 1,333 x Р . 4 оа 12 оа

Количество кислорода, окисляющего углерод до CO , составит: 2

0,094 ' 32 ' ----- x Р x -- = 0,0235 x 2,667 x Р . 4 оа 12 оа Суммарное количество кислорода, реагирующего с углеродом под коркой электролита, составит:

' ' 0,0235 x 1,333 x Р + 0,0235 x 2,667 x Р = оа оа ' ' = 0,0235 x 4 x Р = 0,094 x Р . оа оа

Всего количество кислорода, реагирующего под коркой, составляет: ' Р = 930 + 0,094 x Р . о оа

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

' 28 ' 0,0235 x Р x -- = 0,055 x Р . оа 12 оа

___________

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

Расчет количества образующегося оксида углерода и количества кислорода, участвующего в реакции окисления углерода на электролизерах с предварительно обожженными анодами

В соответствии с уравнением (65):

3 3 x X 3 x (1 - X) 1,5 x O + ----- x C = ----- x CO + ----------- x CO 2 2 - X 2 - X 2 - X 2

___________ ____________ ______________

3 x 12 3 x X x 28 1,5 x 32 кг ------ кг ---------- кг 2 - X 2 - X ___________ ____________ ______________ о 1 обр Р , кг Д x Р , кг К , кг о C оа CO

Можно составить пропорцию:

3 x 12 о 1 1,5 x 32 : Р = ------ : (Д x Р ), или о 2 - X C оа

36 о 1 48 : Р = ----- : (Д x Р ), о 2 - X C оа

из которой следует:

36 x Р 0,75 x Р 0,75 x Р о о о 2 - X = ------------- = ---------; X = 2 - ---------. о 1 о 1 о 1 48 x Д x Р Д x Р Д x Р C оа C оа C оа

Из пропорции:

3 x X x 28 обр 1,5 x 32 : Р = ---------- : К , или о 2 - X CO

+ 0,75 x Р + ¦ о¦ 3 x 28 x ¦2 - ---------¦ ¦ о 1 ¦ ¦ Д x Р ¦ + C оа + обр 48 : Р = ------------------------ : К о 0,75 x Р CO о 2 - 2 + --------- о 1 Д x Р C оа

следует:

Р обр о 1 о К = 4,67 x Д x Р - 0,375 x --; или CO C оа о Д C

обр о 1 К = 4,67 x Д x Р - 1,75 x Р , CO C оа о

где X - объемная доля оксида углерода при сумме долей CО и CО = 100 2

_____________

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

Рекомендуемые значения эффективности улавливания анодных газов газосборным колоколом +-----------------------------------------------------------------+ ¦

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

Эффективность системы газоотсоса и эффективность дожигания

+-----------------------------------------------------------------+ ¦ N ¦

_____________

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

Эффективность системы газоотсоса и эффективность дожигания

+-----------------------------------------------------------------+ ¦ N ¦

____________

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

Количество смолистых веществ, выделяющихся под колокольный газосборник, для электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом

i Тип электролизера Р , кг/т Al см Для рядовой анодной массы:

С-2 9 С-3 11 С-8Б 12,2 С-8БМ 11,2

Для технологии "полусухого" анода:

С-2 5,4 С-3 6,6 С-8Б 7,32 С-8БМ 6,72

_____________

Зависимость коэффициента эффективности дожигания смолистых веществ, в том числе бенз(а)пирена, от температуры в горелке электролизеров с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом

____________

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

Зависимость количества смолистых веществ, выделяющихся через боковые грани анода (в долях от расхода анодной массы), от коэффициента текучести анодной массы при использовании пека с температурой размягчения

___________

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

Оперативная оценка герметизации электролизеров с самообжигающимися

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 +-----------------------------------------------------------------+ ¦ N ¦

На основании полученных результатов производится расчет показателей герметичности (КПД колокола). Общий процент негерметичных электролизеров определяется как

(N + N + N + N + N + N + N + N + N ) x 100% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 --------------------------------------------------- , B

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

{ В - (N + N + N ) x 0,65 + (N + N ) x 0,4 + (N + N ) x 0,57 +

____________

Оглавление