Задача №3

В результате выплавки стали в конвертере образует­ся конвертерный газ, обладающий химической энергией. Существу­ют три варианта отвода и утилизации конвертерных газов (табл. 1):

1. Очистка, частичное дожигание и выброс газа в атмосферу.

2. Очистка, сборка в газгольдер и подача газа потребителю.

3. Очистка, сборка в газгольдер, доочистка в скруббере и подача газа потребителю.

Таблица 1

Исходные данные для расчета

Показатели	Варианты отвода и утилизации
	1-й	2-й	3-й
Запыленность газов, мг/ м3.	100	8	8
Оксиды азота, г/м3	0,0072	–	–
Оксиды углерода, г/т. стали	280	–	–
Капитальные вложения в системе отвода и очистки (Кi), млн. руб	450	530	500
Эксплуатационные затраты по отводу и очистке газов (Зэi), руб/т стали	78	108	105
Годовой объем утилизируемых газов, млн. м3.	–	1700	1700
Годовой объем производства стали (Qi), тыс. т.	8000	8000	8000
Цена конвертерного газа (Цi), руб. / 1000 м3.	–	600	600
Срок службы установок отвода и очистки (t), лет.	10	10	10

Средства на оборудование могут быть получены в банке в кредит. Процентная станка банка 20%.

Оценить варианты очистки газов сталеплавильного цеха.

Решение:

Рассчитаем экологический ущерб от выбросов в атмосферу запы­ленных газов:

— по первому варианту (выброс газов в атмосферу):

а) от выброса пыли

Количество выбрасываемой пыли:

m = 100 1700 10⁶ = 170 000 10⁶ = 170 (т. / год).

Показатель относительной агрессивности примеси g-го вида в атмосферу А_q = 100 усл. т/т.;

Коэффициент относительной опасности загрязнения атмосферы над территориями различных типов (курорты, населенные места, пашни и т.д.) σ = 2;

Показатель, учитывающий характер рассеивания примесей, f = 3,0;

Удельный экологический ущерб от загрязнения атмосферы γ = 16,5 руб./усл. т.

Таким образом:

Годовой экологический ущерб от выбросов пыли вместе с газом:

У =m А_q f γ σ =170 100 3 16,5 2 =1 683 тыс. руб.

б) от выброса оксидов азота

Количество выбрасываемых оксидов азота:

m= 0,0072 1700 10⁶ = 12,24 т. / год;

Показатель относительной агрессивности оксидов азота А_q = 21,1 усл. т. /т.;

Годовой экологический ущерб от загрязнения оксидами азота.

Таким образом:

Годовой экологический ущерб от загрязнения оксидами азота:

У = m А_q f γ σ =12,24 21,1 3 16,5 2 =25,57 тыс. руб.

в) от выброса оксидов углерода

Количество выбрасываемых оксидов углерода:

m = 280 • 8000 = 2,24 (т./ год);

Показатель относительной агрессивности оксидов углерода 1,0 усл. т. / т.

Годовой экологический ущерб от загрязнения оксидами углерода

У = m А_q f γ σ =2,24 1,0 3 16,5 2 =0,22 тыс. руб.

Таким образом, суммарный годовой экологический ущерб от выбросов запыленных газов в атмосферу составит:

У₁= У + У + У =1 683 + 25,57 + 0,22 = 1 708,79 тыс. руб.

Далее, поскольку по второму и третьему вариантам подразумевается утилизация конвертерного газа - определяемый экологический ущерб при дальнейших расчетах рассматривается как предотвращенный.

Определим количество выбрасываемой пыли:

m = 8 1700 10⁶ = 13,6 т. / год.

Годовой экологический ущерб от загрязнения атмосферы пылью.

У =m А_q f γ σ =13,6 100 3 16,5 2 =134,64 тыс. руб.

Затраты на проведение процессов составят:

• по первому варианту

З₁ = , (1)

где r = 0,2 – норматив, учитывающий процентную ставку банка (20%);

Таким образом:

З_{1 =} = 3 073,158 млн. руб.;

• по второму варианту

З₂ = , (2)

З_{2 =} = 4 152,858 млн. руб.;

• по третьему варианту

З₃ = , (3)

З_{3 =} = 4 012,240 млн. руб.

Выручка от реализации:

• по первому варианту Р₁=0, поскольку продажа газа конечному потребителю не предусматривалась.

Продажа газов проводилась по второму и третьему вариантам, следовательно:

Р_2,3 = , (4)

Р_2,3 = = 4 276,33 млн. руб.

Далее определим экономию варианта отвода и утилизации конвертерных газов, как разность между выручкой и затратами.

Э₁= Р₁- З₁ = -3 073,158 млн. руб.;

Э₂= Р_2,3 – З₂ = 4 276,33 - 4 152,858 = 123,472 млн. руб.;

Э₃= Р_2,3 – З₃ = 4 276,33 - 4 012,240 = 264,09 млн. руб.;

Вывод:

Результаты оценки вариантов очистки газов показали, что третий вариант экономически наиболее целесообразен и может быть принят к эксплуатации.