ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
3 декабря 1997 г. № 326
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ
ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
-----------------------------------------------------------
Утратил силу постановлением Министерства природных ресурсов
и охраны окружающей среды от 28 мая 2002 г. № 10
В целях расширения методической базы для проведения расчетов
выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при оценке воздействия,
проектировании новых и реконструкции действующих предприятий и
объектов, нормировании выбросов, исчисления и уплаты налогов за
выбросы, составлении отчетов о выбросах, осуществлении
государственного контроля органами Минприроды приказываю:
1. Утвердить "Методику определения валовых газовыделений при
изготовлении литейных песчаных стержней в нагреваемой оснастке" и
"Временные методические указания по определению выбросов
загрязняющих веществ от объектов очистных сооружений".
2. Установить срок введения с 1 января 1998 г.
3. Для Временных методических указаний установить срок действия
до 1 января 2000 г.
4. Управлению организационной работы, экономики
природопользования и информации (Грибко Л.П.) зарегистрировать
Методику и Временные методические указания и обеспечить их издание в
необходимом количестве.
5. Методика и Временные методические указания обязательны для
применения органами Минприроды и всеми юридическими и физическими
лицами на территории Республики Беларусь.
6. Специализированной инспекции государственного контроля за
использованием и охраной атмосферного воздуха (Корбут В.И.) в
месячный срок подготовить инструктивное письмо о порядке применения
Методики и Временных методических указаний.
7. Контроль за исполнением настоящего приказа возложить на
заместителя Министра Апацкого А.Н.
Министр М.И.РУСЫЙ
УТВЕРЖДЕНО
Приказ Министерства
природных ресурсов и
охраны окружающей среды
Республики Беларусь
03.12.1997 № 326
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАЛОВЫХ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЙ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЛИТЕЙНЫХ ПЕСЧАНЫХ СТЕРЖНЕЙ
В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ
Содержание
Введение
1. Область применения Методики
2. Характеристика стержневых смесей
3. Определение условной токсичности стержневых смесей
4. Справочные материалы по удельным газовыделениям и условной
токсичности
5. Расчет валовых газовыделений при отверждении литейных
песчаных стержней, изготавливаемых в нагреваемой оснастке
6. Расчет условной токсичности стержневых смесей
7. Расчет концентраций вредных веществ в вентиляционном воздухе
8. Примеры расчета с использованием справочных материалов
Литература
Введение
Для литейного производства важной экологической задачей
является разработка комплекса мероприятий по защите человека и
биосферы от возрастающей химизации технологических процессов
изготовления форм и стержней. Технологический процесс изготовления
стержней в нагреваемой оснастке является преобладающим в литейных
цехах Республики Беларусь и стран СНГ и сопровождается выделением в
окружающую среду вредных газов, что приводит к превышению
предельно допустимых концентраций веществ второго, третьего и
четвертого классов опасности в воздушной среде.
Разработка природоохранных мероприятий затруднена без
достоверных справочных данных по валовым газовыделениям вредных
веществ из смесей, которые подвергаются температурному воздействию.
Имеющиеся в литературе [1-7] данные по величине удельных
газовыделений отличаются на один-два порядка. Максимальные величины
удельных газовыделений получены исследователями [6], которые
учитывали возможность конденсации паров вредных веществ в элементах
измерительной системы. Однако эти сведения носят отрывочный характер
и проведены по одному компоненту газовоздушной смеси.
В данной работе для массовых литейных смесей установлены для
всей гаммы выделяемых веществ величины полных удельных газовыделений
при отверждении стержней и предложен порядок расчета
санитарно-гигиенических показателей.
Методика разработана с целью систематизации данных по
газовыделениям и условной токсичности стержневых смесей, применяемых
в литейном производстве.
1. Область применения методики
1.1. Настоящим документом следует руководствоваться для расчета
валовых газовыделений при изготовлении литейных стержней в
нагреваемой оснастке. Методика содержит справочные данные по
удельным газовыделениям и определяет порядок расчета валового
количества фенола, формальдегида, фурилового спирта, фурфурола,
метанола, аммиака, выделяющихся при полном отверждении стержней.
1.2. Характеристика технологического процесса
изготовления литейных песчаных стержней
Руководящий документ по применению в промышленности
технологического процесса изготовления стержней с отверждением в
нагреваемой оснастке разработан БелНИИЛитпром (Белорусским
научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом
литейного производства) г.Минск [1] и содержит сведения об
оборудовании, составах стержневых смесей, температуре и времени
отверждения.
1.2.1. Изготовление стержней с отверждением в нагреваемой
оснастке требует применения специальных стержневых смесей, способных
быстро отверждаться под действием тепла. К компонентам стержневых
смесей относятся кварцевые пески, синтетические смолы и различные
добавки. Наиболее массовыми в литейных цехах связующими являются
карбамидофурановые и фенилоформальдегидные смолы.
1.2.2. Нагретый до температуры 453-573°К стержневой ящик
заполняется при помощи сжатого воздуха смесью. При контакте с
рабочей поверхностью горячего стержневого ящика смесь начинает
прогреваться и отверждаться с выделением в окружающую среду вредных
газов.
1.2.3. По истечении времени, необходимого для отверждения
смеси, стержневой ящик раскрывается и полученный стержень выдается
за пределы машины. При этом для удаления стержня из ящика не
требуется его полное отверждение по всему сечению. Съем стержней
может быть произведен, как только образуется достаточно прочная
корка, исключающая их разрушение. В этом случае внутренняя часть
стержня доотверждается на воздухе за счет действия аккумулированного
стержнем тепла.
1.3. Данная методика определяет валовые газовыделения и
условную токсичность для условий полного прогрева (отверждения)
объема смеси до указанной температуры, что в условиях производства
соответствует суммарным газовыделениям на операции отверждения
стержней в ящике и доотверждения их вне оснастки.
1.4. Определение валовых выделений вредных веществ в единицу
времени (час, сутки, год) от стержневых машин или стержневых
отделений литейных цехов позволит:
- производить расчет норм ПДВ (предельно допустимых выбросов)
вредных веществ;
- осуществлять расчет вентиляционных систем с целью достижения
ПДК (предельно допустимых концентраций) на рабочем месте оператора;
- в случае превышения норм ПДВ подбирать типовые системы
газоулавливания или составлять техническое задание на разработку
этих систем;
- рассчитывать величину экологического налога за выбросы
вредных веществ в атмосферу;
- рассчитывать условную токсичность стержневых смесей для
проведения сравнительной санитарно-гигиенической экспертизы.
1.5. Настоящая Методика предназначена:
- для инженерно-технического персонала технических отделов,
отделов техники безопасности и охраны окружающей среды промышленных
предприятий;
- для сотрудников проектных институтов, проектирующих или
реконструирующих литейные цеха с целью оснащения технологического
оборудования средствами локализации и нейтрализации вредных веществ;
- для научных сотрудников исследовательских институтов,
разрабатывающих технологические процессы изготовления стержней и
форм;
- для санитарных врачей и инспекторов, контролирующих выбросы
вредных веществ в воздушную среду рабочей зоны и населенного пункта.
2. Характеристика стержневых смесей
Справочные данные по удельным газовыделениям и условной
токсичности приводятся далее в четвертой главе методики для
следующих классов стержневых смесей.
2.1. Фенолоформальдегидные смеси отличает высокая
термостойкость и отсутствие азотосодержащих составляющих, что
позволяет применять их для получения сложного и ответственного
чугунного и стального литья, не опасаясь преждевременного разрушения
стержней и получения брака стальных отливок по ситовидной
пористости. Смеси содержат в своем составе 2-4% нижеприведенных
синтетических связующих:
- СФ-480 - жидкая фенолоформальдегидная смола (ТУ
6-05-1813-77), продукт конденсации фенола и формальдегида в
присутствии окиси магния и едкого натрия в качестве катализатора;
- фенолоспирты марки Б (ТУ 6-05-1164-75) - это первичные
продукты конденсации фенола с формальдегидом в присутствии едкого
натрия в качестве катализатора, содержащие до 50% воды;
- СФ-015 - твердая фенолоформальдегидная смола (ГОСТ 18694-80),
это продукт конденсации фенола с формальдегидом в присутствии
кислотного катализатора. Стержневую новолачную смесь, содержащую
СФ-015, используют для изготовления оболочковых стержней и форм, что
позволяет получать высокое качество поверхности отливки.
2.2. Карбамидофурановые смеси являются более
реакционноспособными и могут отверждаться при повышенной
температуре, поэтому при их использовании повышается
производительность стержневого оборудования. Основным представителем
карбамидофурановых связующих является смола КФ-90 (ТУ 6-05-1785-76),
получаемая путем конденсации мочевины с формальдегидом,
модифицированная фуриловым спиртом.
2.3. Фенолокарбамидофурановые смеси рекомендуются для
изготовления стержней для получения отливок из чугуна. Смола ФПР-24
(ТУ 6-05-1785-83) представляет собой продут конденсации
формальдегида, карбамида и фенола, модифицированный небольшим
количеством фурилового спирта.
3. Определение условной токсичности стержневых смесей
В литературе [4, 11] признан наиболее универсальным метод
санитарно-гигиенической оценки стержневых смесей по величине
условной удельной токсичности, которая равна сумме отношений полных
удельных выделений каждого токсичного компонента к их
предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны.
М М М
уд 2уу iуу
Т = ----- + ---- + ..... + ----, (1)
уд ПДК ПДК ПДК
1 2 i
или
Т = Т + Т + .... + Т , (2)
уд 1 2 i
где Т - условная удельная токсичность 1 кг стержневой смеси,
уд
содержащей 1% смолы, куб.м/(кг x %);
М - удельное максимальное количество вредного
iуд
вещества, выделяющегося при отверждении 1 кг смеси, содержащей 1%
смолы, г/(кг x %);
ПДК - предельно допустимая концентрация вредного вещества в
i
воздухе рабочей зоны, г/куб.м;
Т - условная удельная токсичность вредного вещества,
i
выделяемого из стержневой смеси, куб.м/(кг x %).
Условная удельная величина токсичности смеси Т имеет
уд
определенный физический смысл: она равна количеству воздуха (куб.м),
которое необходимо подать в рабочую зону на 1 кг стержневой смеси,
содержащей 1% синтетической смолы, чтобы разбавить выделившиеся
вредные вещества до ПДК.
Величина условной токсичности дает возможность оценивать смеси
по составу и количеству выделяющихся вредных веществ с учетом их
ПДК.
4. Справочные материалы по удельным газовыделениям и
условной токсичности смеси
4.1. Результаты исследований величин удельных выделений фенола,
формальдегида, метанола, аммиака, фурилового спирта, фурфурола из
стержневых смесей, содержащих в своем составе синтетические смолы,
приведенные в таблице 1.
4.2. Исследования проводились на стенде, выполненном на
основании изобретений "Способ отбора газовых смесей для анализа" и
"Способ изготовления стержней" [8, 9]. В качестве источника
газовыделений используется серийно изготавливаемый лабораторный
автомат 4735 Б [10], что позволяет воспроизводить процесс
отверждения стержней максимально приближенный к производственным
условиям. Локализация выделяемых паров вредных веществ
осуществляется через дренажные каналы в оснастке при помощи
разрежения, создаваемого вакуумным насосом, а часть газовоздушной
смеси направляется в измерительную систему. Особое внимание в
конструкции системы отбора газов от отверждаемой смеси обращено на
предотвращение конденсации паров вредных веществ до поглотительных
сосудов. Единственным элементом между стержневым ящиком и
поглотительными сосудами является распределительная головка,
температура которой поддерживалась выше температуры конденсации.
Химический анализ поглотительных растворов выполнялся по стандартным
методикам Белорусским научно-исследовательским
санитарно-гигиеническим институтом.
4.3. Для расчета условной удельной токсичности смесей
принимались следующие предельно допустимые концентрации вредных
веществ в воздухе рабочей зоны: формальдегида - 0,5 мг/куб.м,
метанола и фурилового спирта - 5 мг/куб.м, фурфурола - 10 мг/куб.м,
аммиака - 20 мг/куб.м [12]. В совместном присутствии в
вентиляционном воздухе фенола и формальдегида их предельно
допустимые концентрации принимались 0,1 мг/куб.м и 0,05 мг/куб.м
соответственно [13].
4.4. Справочные данные, приведенные в табл.1, позволяют
производить расчет санитарно-гигиенических показателей для
технологического процесса отверждения литейных стержней. К
санитарно-гигиеническим показателям относятся: валовые газовыделения
вредных веществ в воздушную среду, условная токсичность стержневых
смесей, концентрации токсичных газов в вентиляционном воздухе.
Таблица 1
Газовыделения и условная токсичность вредных веществ
при полном отверждении в нагреваемой оснастке 1 кг
стержневой смеси, содержащей 1% синтетической смолы
---T------T-------T-----------------------------------T-------------
¦ ¦ ¦Удельное количество вещества, мг ¦
¦ ¦ ¦ (М ) ¦
¦ ¦ ¦ iуд ¦
№ ¦Марка ¦Условия+-----------------------------------+Токсичность
п/п¦связу-¦отверж-¦ Токсичность вещества, ¦ смеси в
¦ющего ¦дения ¦ условных единиц (Т ) ¦ условных
¦ ¦ ¦ i ¦ единицах
¦ ¦ +-----T------T-----T----T-----T-----+
¦ ¦ ¦фенол¦ фор- ¦мета-¦ам- ¦фури-¦фур- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ маль-¦нол ¦миак¦ловый¦фурол¦
¦ ¦ ¦ ¦ дегид¦ ¦ ¦спирт¦ ¦
---+------+-------+-----+------+-----+----+-----+-----+-------------
1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦ 8 ¦ 9 ¦ 10
---+------+-------+-----+------+-----+----+-----+-----+-------------
1 СФ-480 Т-543°K 138 226 21 17
Ката- ---- ---- -- -- - - 5905
лизатор 1380 4520 4 1
М1
2 СФ-015 Т-543°K 536 8 11 40
Ката- ---- --- -- -- - - 5524
лизатор 5360 160 2 2
Уротро-
пин
3 КФ-90 Т-543°K 104 80 312 2142 514
Ката- - --- -- --- ---- --- 4575
лизатор 208 16 16 4284 51
К441
4 Фено- Т-513°K 327 178 355 590
ло- ---- ---- --- --- - - 6930
спир- 3270 3560 71 29
ты
марки
Б
5 ФПР-24 Т-503°K 60 175 154 85 4
Ката- --- ---- --- -- - - 4142
лизатор 600 3500 30 4 8
ФС-26
5. Расчет валовых газовыделений при отверждении
литейных песчаных стержней, изготавливаемых
в нагреваемой оснастке
Расчет валовых газовыделений производим по формуле
В = У x П х Л, (3)
где В - валовое количество вредного вещества, выделившееся при
полном отверждении стержней в окружающую среду за определенный
период времени, г;
У - удельное количество вещества, выделяющееся из единицы веса
стержневой смеси, содержащей 1% синтетической смолы, г/(кг x %);
П - процентное содержание синтетической смолы в стержневой
смеси, %;
Л - количество стержневой смеси, отверждаемой в оснастке за
определенный период времени (час, сутки, год), кг.
6. Расчет условной токсичности стержневых смесей
Расчет условной токсичности 1 кг стержневой смеси производим по
формуле
Т = Т x П, (4)
с уд
где Т - условная токсичность 1 кг стержневой смеси данного с
состава, условных единиц (у.е.);
Т - удельная условная токсичность 1 кг стержневой смеси,
уд
содержащей 1% синтетической смолы, у.е./%;
П - процентное содержание синтетической смолы в стержневой
смеси, %.
Величина условной токсичности дает возможность проводить
санитарно-гигиеническое сравнение стержневых смесей разного
количественного и качественного состава.
7. Расчет концентраций вредных веществ в
вентиляционном воздухе
Расчет концентраций вредных веществ в вентиляционном воздухе,
удаляемом от стержневого оборудования, производим по формуле
В x Э
С = -------, (5)
Б
где С - концентрация вредного вещества в 1 куб.м вентиляционного
воздуха, г/куб.м;
В - валовое количество вредного вещества, выделившееся в
единицу времени, г/ч;
Э - коэффициент эффективности вентиляционных укрытий, имеющий
значение от 0 до 1;
Б - объем вентиляционного воздуха, удаляемого от стержневого
оборудования в единицу времени, куб.м/ч.
8. Примеры расчета с использованием справочных материалов
8.1. Пример расчета валовых выбросов вредных веществ
от стержневого отделения литейного цеха
Исходные данные: стержневое отделение литейного цеха
израсходовало в течение года 6400 тонн смеси, содержащей 2,4%
фенолокарбамидофурановой смолы ФПР-24.
Необходимо определить годовой выброс вредных веществ в
окружающую среду.
Расчет производим по формуле (3).
Годовой валовый выброс составит:
формальдегида
60 г/(кг x %) x 2,4% x 6400000 кг = 921 кг;
фенола
175 г/(кг x %) x 2,4% x 6400000 кг = 2688 кг;
метанола
154 г/(кг x %) x 2,4% x 6400000 кг = 2365 кг;
аммиака
85 г/(кг x %) x 2,4% x 6400000 кг = 1305 кг;
фурилового спирта
4 г/(кг x %) x 2,4% x 6400000 кг = 61 кг.
8.2. Пример санитарно-гигиенической оценки составов
стержневых смесей
Исходные данные: для технологического процесса получения
отливок техническим отделом разработаны стержневые смеси с
различными связующими. В первой смеси содержание смолы СФ-480 -
2,5%, во второй - количество фенолоспиртов марки Б - 3%. По
технико-экономическим показателям смеси примерно одинаковы.
Необходимо произвести санитарно-гигиеническую оценку смесей.
Расчет производим по формуле (4).
Токсичность 1 кг смеси со смолой СФ-480 составит:
5905 у.е. x 2,5% = 14762 условные единицы.
Токсичность 1 кг смеси с фенолоспиртом составит:
6930 у.е. x 3% = 20790 условных единиц.
С точки зрения достижения норм ПДК вредных веществ в воздухе
рабочей зоны и норм ПДВ предпочтение надо отдать смеси со смолой
СФ-480, которая менее токсична в 1,4 раза.
8.3. Пример расчета концентраций вредных веществ
в вентиляционном воздухе, удаляемом от стержневой машины
Исходные данные: в литейном цехе завода, который находится в
населенном пункте, дополнительно устанавливают стержневую карусель,
изготавливающую оболочковые формы из сухой плакированной смеси,
содержащей 3,5% смолы СФ-015. Максимальный расход стержневой смеси
100 кг/ч. По проекту объем вентвоздуха, удаляемого с позиции
отверждения и охлаждения форм, составляет 15000 куб.м/ч. Известно,
что конструкция вентукрытия обеспечивает эффективность локализации
80%.
Для расчета рассеивания вредных веществ в приземном слое
атмосферы и принятия решения об установке газоулавливающего
оборудования необходимо определить концентрации фенола и
формальдегида в воздухе.
Расчет валовых газовыделений производим по формуле (3).
Часовой валовый выброс составит:
фенола
536 г/(кг x %) x 3,5% x 100 кг/ч = 187,6 г;
формальдегида
8 г/(кг x %) x 3,5% x 100 кг/ч = 2,8 г.
Расчет концентраций вредных газов в вентиляционном воздухе
производим по формуле (5).
Концентрации веществ в вентвоздухе составят:
фенола
187,6 г/ч x 0,8
--------------- = 0,01 г/куб.м;
15000 куб.м/ч
формальдегида
2,8 г/ч x 0,8
------------- = 0,00015 г/куб.м.
15000 куб.м/ч
Литература
1. Технологический процесс изготовления стержней с отверждением
в нагреваемой оснастке. Руководящий документ 37.002.0543-88.
Министерство автомобильной промышленности СССР, 1988 г., 140 с.
2. Спасский А.Е., Кичанов В.А., Оглоблина Р.И., "Токсичность
смесей, отверждаемых в горячей оснастке". Москва, Литейное
производство, 1980 г., № 11.
3. Торопкина Г.Н., Кияшко А.В., Сизова Г.М., "Газотворность
фенолоформальдегидных связующих". Москва, Литейное производство,
1974 г., № 6.
4. Литейные связующие в массовом производстве, Каталог, ВНИИОТ
Свердловск, 1987 г., 34 с.
5. Количественные характеристики вредных веществ, выделяющиеся
при работе основного технологического оборудования на предприятиях
отрасли. Сборник справочных материалов. Руководящий документ
0237631.012-89. Одесса, Специальный проектно-конструкторский
институт, 1987 г., с.225.
6. Книпер В.С., Ванина С.В., "Определение интенсивности
выделения фенола из смесей, применяемых для изготовления стержней и
форм". Москва, Литейное производство, № 1, 1989 г.
7. Ермоленко А.Е., Любимов В.В., "Санитарно-гигиеническая
экспертиза литейных песчано-смоляных смесей". Москва, Литейное
производство, № 11, 1989 г.
8. А.с. СССР № 1352295 "Способ отбора газовых смесей для
анализа" Кл В22С. Авторы: Дорошкевич Н.А., Шаповалов Ю.П. и др.
9. Патент Республики Беларусь № 1013 "Способ изготовления
стержней". Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений 22
марта 1995 г. Авторы: Шаповалов Ю.П., Дещиц С.С., Щемелев И.С.
10. Паспорт на установку лабораторную для изготовления образцов
модели 4735 Б. Минск, 1989 г., Белорусский научно-исследовательский
и конструкторско-технологический институт литейного производства, 20
с.
11. Формовочные материалы и технология литейной формы.
Справочник под редакцией С.С.Жуковского. Москва, Машиностроение,
1993 г., 431 с.
12. ГОСТ 12.1.005-88. "Санитарно-гигиенические требования к
воздуху рабочей зоны". Москва, Государственный комитет СССР по
стандартам, 1988 г., 75 с.
13. Сборник официальных документов по медицине труда и
производственной санитарии. Часть вторая. Под редакцией
В.Г.Жуковского. Минск, Министерство здравоохранения Республики
Беларусь, 1994 г., 259 с.
|
