Задача 5.1. Определить экономическую целесообразность внедрения различных систем очистки сточных вод.

Исходные данные и варианты приведены в таблице:

 

Примеси т/год	Без очистки	С очисткой, mi	Относительная опасность (¡), усл.т/т
m0	I вариант	II вариант
Взвешен-ные вещества	10 ¸100	1 ¸10	5 ¸15	1,33
NH4NO3	10 ¸20	2 ¸5	1,5 ¸3
CN-	10 ¸50	-	-
С4H9SH	0,1 ¸0,8	-	-
F	10 ¸50	4 ¸8	2 ¸6
NO2-	5000 ¸10000	400 ¸1400	500 ¸1300	0,11
SO42-	4000 ¸10000	400¸1200	500 ¸1500	0,01
Cl	100 ¸700	100 ¸400	50 ¸300	0,03

 

 

	Вариант 1-й	Вариант 2-й
Годовой объем очищаемых сточных вод, тыс.м3 (v)	1000 ¸ 5000	1000 ¸ 5000
Капитальное вложение в очистное сооружение, тыс.руб (К)	10000 ¸40000	13000 ¸ 43000
Текущие расходы, руб/тыс.м3 (Р)	750 ¸ 1200	850 ¸1300
Время работы очистного сооружения, лет (t)	5 ¸ 15	5 ¸ 15

Решение:

1. Приведенная масса выбросов:

¡_i(без очистки);

¡_i(очистка по 1-у варианту);

¡_i(очистка по 2-у варианту).

2. Коэффициент очистки сточных вод:

, (i=1,2)

3. Экономичность очистки:

, (i=1,2)

4. Экономический ущерб за период эксплуатации очистного сооружения:

, (i=1,2)

где 0,95 – коэффициент, учитывающий район сброса примесей;

Н = 2217,5, руб/цел.т. – норматив удельного экономического ущерба;

0,2 – кредит в банке в долях единицы (или 20 %),5.

Эффективность очистки

, (i=1,2)

 

На основании проведенных расчетов делают вывод о целесообразности вариантов.

 

 

ЗАДАНИЕ 6. ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

Частными показателями при оценке варианта очистки газового потока являются:

- коэффициент очистки (кг);

- производительность;

- экономичность (Э);

- эффективность.

Издержки по эксплуатации системы очистки газового потока складываются из составляющих:

, (1)

где С – производственные издержки на эксплуатацию системы очистки;

У₁ и У₀ – ущерб до и после его очистки;

Р – плата за природные ресурсы;

S – изменение издержек в основном производстве.

В составе У₁ целесообразно выделять ущерб от неполной очистки газового потока и ущерб, наносимый в результате эксплуатации системы очистки.

Затраты на системы очистки:

, (2)

где К – на проектирование, разработку и внедрение системы;

Р – на отчуждение территории;

F – на изменение в основном оборудовании;

П – плата за ресурсы безвозвратно теряемые и возвращаемые в хозяйственную деятельность при списание оборудования системы очистки.

 

Задача 6.1. Оценить варианты очистки газов сталеплавильного цеха при объеме выпуска стали G_трод.

Предполагается, что цех работает t лет.

Характеристика сравниваемых вариантов, приведены в таблице1.

Таблица 1

Показатели очистки	До очистки, &(0)	Варианты, &(1)
Объем выпуска стали, млн.т/год	5 ¸ 50
Выбрасываемые вредные вещества, кг/т Пыль SO2 CO2 NOx	10 ¸50 0,1 ¸1,0 0,1 ¸ 2,0 0,01 ¸ 0,15	1 ¸10 0,01 ¸ 0,1 0,01 ¸ 1,0 0,001 ¸ 0,01	0,5 ¸ 30 - - -
Себестоимость стали с учетом затрат на эксплуатацию системы, т. руб/т (ц)

 

Показатель рассеяния n=10. Относительная опасность выбросов (g) пыли – 85, SO₂ – 22, CО₂ – 1,0, NO - 21,1. Норматив удельного эгологического ущерба от выбросов в атмосферу N=16,5 руб/усл.т.

 

Решение:

5. Коэффициент очистки газового потока по вариантам очистки:

¡_i / ¡_i, (1)

где i – виды выбрасываемых вредных веществ.

2. Экономичность по вариантам очистки:

¡_i × , (2)

где i – варианты очистки.

3. Снижение экологического ущерба от использования очистки по вариантам:

ס_i) , (3)

6. Эффективность способа очистки:

/ К, (4)

где 10,2 – кредит в банке (20%) - d.

Результаты расчетов вариантов очистки надо оценить целесообразность реализации.

 

Задача 6.2. В результате выплавки стали, образуется конверторный газ, обладающий химической энергией. 3 варианта отвода и утилизации этого газа. Исходные данные приведены в таблице.

Таблица 2

Показатели	Варианты
Запыленность газов, мг/м3,Сп NOх, г/м3, CNO COx, г/тстали , ССО	50 ¸ 200 0,001 ¸0,01 200 ¸ 400	2 ¸ 15 - -	2 ¸15 - -
Капитальное вложение, млн.руб, К	200 ¸700	300 ¸900	250 ¸800
Эксплуатационные затраты, руб/m стали, ЗЭ	50 ¸100	75 ¸150	60 ¸ 140
Годовой объем утилизируемых газов, млн.м3, VУ	-	¸ 2000	¸ 2000
Годовой объем производства стали, тыс.т. G	5000¸1000	¸ 10000	5000¸
Цена конверторного газа, руб/1000м3	-	¸1000	¸1000
Срок службы установки, t, лет

 

Показатель относительно опасности g, усл.т./т пыли = 100, NO = 21,1, СО = 1.

Условие очистки вариантов:

1. Очистка, частичное сожигание и выброс газа в атмосферу;

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

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

Решение:

1. Экономический ущерб от выбросов в атмосферу, тыс.руб.:

, (1)

где i – варианты; n – вид загрязнения; G – количество вредного вещества, т/год.

, (2)

где s = 2 – показатель, учитывающий место расположения предприятия;

h = 3 – показатель, учитывающий характер рассеивания;

у = 16,5 руб/усл.т. – удельный ущерб от загрязнения атмосферы.

Суммарный годовый экологический ущерб от выбросов:

, (3)

2. Затраты на проведение процессов: млн. руб.:

, (4)

3. Выручка от реализации, млн.руб.:

, (5)

4. Экономия определяется как разность между выручкой и затратами:

, (6)

5. Сделать вывод, какой вариант целесообразнее.

 

Задача 6.3. Сопоставить расходы на систему очистки газового потока и выигрыш от использования продуктов утилизации. Продукты очистки газов сталелитейных цехов могут использоваться как сырье в агломерационном производстве, дорожном строительстве, а также для получения железа, кокса.

Снижение расхода концентрата при использовании шлака в процессе производства агломерата (прибыль):

, (1)

где r - расход шлака на 1т. агломерата, т; С_i – цена i-го используемого материала (руда, доломит, топливо, известняк), руб;

а_i и в_i - расход i-го вида материала при использовании концентратов и подготовленного шлама.

Экономическая оценка шламов по величине затрат на извлечение из выбросов рассчитываются по формуле (входит себестоимость):

, (2)

где Ф_К – стоимость основных средств к-го вида;

е – норматив приведения разновременных затрат;

f_п – эксплуатационные затраты на олчитску газов относят энергетические затраты (электроэнергия, вода, природный газ), основную и дополнительную зарплату производственных рабочих, отчисления на социальное страхование, амортизацию основных средств, износ инструментов и приспособлений, внутризаводское перемещение грузов, прочие расходы цеха и общезаводские.

Уменьшение экологического ущерба в результате применения системы улавливания пыли и вредных веществ в газе:

(¡_m⁽⁰⁾ -¡_m⁽¹⁾ )^F, (3)

где ¡_m⁽⁰⁾ и ¡_m⁽¹⁾ – концентрация m-го вида веществ до и после очистки, г/м³ (табл.);

a_m – ущерб от единицы вещества m-го вида, руб/т.

Таблица 3

№	Виды оборудования	Темпера-тура, 0С	Концентрация веществ, г/м3 (до и после очистки)
Пыль	SO	CO	NO
	Конвертер (с дожиганием СО)	1600/250	130/0,1	-	1,0/-	0,6 – 0,01 0,6 – 0,001
	Электропечь	1350/250	10/0,1	-	3,0/-	0,1/0,01
	Мартеновская печь	750/250	5/0,1	0,07/-	0,3/-	0,5/0,04
	Двухванная печь	1450/250	10/0,1	0,2/-	0,2/-	0,5/0,04

 

Цена стали складывается из себестоимости С, прибыли П, ущерба окружающей среде У:

, (4)

 

В себестоимость стали входит S₂, в прибыль – S,

в ущерб – S₃.

Очистка выбросов газа позволяет снизить выплачиваемую предприятием компенсацию ущерба У. При сохранении значения Ц это обеспечивает прирост прибыли на величину П=S×У, где V- объем выбросов газа 1т стали. Цена утилизированных отходов рассчитывается по формуле:

 

, (5)

где b = 0,8 ¸ 0,9 предусматривает повышение заинтересованности потребителя в использовании утилизированных отходов. Если S₁ > S₂×b, то металлургическое предприятие возмещает свои расходы из суммы экологического ущерба (S₃ ×V).

 

Таблица 4

№	Объем выбросов на 1т стали, Vт	Расход шлама на 1т агломерата, r т/т	Используе мые материалы	Расход материала, т/т	Цена мате-риала т/руб/т
При исполь-зовании конце-нтратов аi	Подго-товл шлам, вi
	100 500	0,3	Руда Доломит Топливо Известняк	0,5 0,3 0,15 0,05	0,15 0,09 0,045 0,015

 

Таблица 5

Эксплуатационные затраты	Капитальные затраты	е
Виды затрат на очистку газов	Стоимости затрат, млн.руб/m	Виды основных средств	Стоимость основных средств, млн.руб.
Электроэнер- гия		Система газоотвода	1,0	¸1000
Вода		Укрытия агрегата	0,5	-//-
Природный газ		Устройство охлаждения газа		-//-
Основная зарплата	2,5	Аппараты очистки		-//-
Дополнител. зарплата	0,5	Тягоудутье-вые устройства	0,5	-//-
Отчисления на соц.страх.	1,0	Сожигание и подогрев воздуха перед выбросом		-//-
Амортизация	1,0	Дымовая труба		-//-
Износ инструмента		Водоснабжение сухой пылеуборки		-//-
Внутризаводское перемещение грузов		Окомкование пыли КИПиА		-//-
Прочие расходы цеха и общезавод-ские		Здания и сооружения		-//-
ИТОГО		Коммуника-ция связи		-//-
		Освещение		-//-
		Сантехоборудование		-//-
		ИТОГО		-//-

Себестоимость стали тыс.руб/т, С=10¸20.

Сделать вывод о целесообразности использования продуктов очистки газов как сырое в агломерационном производстве и других производствах.

 

Задача 6.4. Оценка вариантов переработки отходов.

Экономическая оценка вариантов переработки отходов должна учитывать расходы ущерб от процесса переработки, снижение расходов и ущерб от получения и использования аналогичного природного сырья, от складирования или захоронения остатков переработки. При оценки должны учитываться и косвенные элементы изменении расходов.

Рассмотрим 2 варианта переработки титановой стружки.

Вариант 1: сортировка по видам, сортировка по крупности, электромагнитная сепарация, дробление в молотковой дробилке, обезжиривание, сушка.

Вариант 2: сортировка по видам, измельчение в щековой дробилке, сортировка по крупности, магнитная сепарация, обезжиривание, сушка.

Различают варианты переработки только операций дробления: молотковое дробление дает размеры частиц 1¸5 мл и полноту извлечения железной примеси, щековая до 40 мл.

 

Решение:

1. Определите коэффициент изменения физического состояния стружки по вариантам:

, (i=1,2) (1)

2. Экономичность процесса характеризуется количеством переработки стружки на единицу затрат, тыс.руб:

, (2)

3. Коэффициент отчуждения территории для размещения оборудования м²/т:

, (3)

4. Экологический ущерб, тыс.руб/год:

, (4)

5. Коэффициент технологической ценности по вариантам:

, (5)

где У_i – в руб/т

Таблица 6

Исходные данные

Показатели	Обозна чение	Единицы измерения	Варианты до и после очистки
I	II
Размер частиц	D	мм	75/1,5	210/40
Производительность	Р	т/ч	0,15
Годовой объем переработки стружек	G	m
Текущие затраты	ЗТ	р/т
Площадь под оборудование	F	м2	0,25	1,6
Общая масса годового сброса	V	т/год
Удельный экологический ущерб	У	р/усл.т.		2217,5
Коэффициент, учит. место водоема	Е	-		0,47
Показатель активности сброса	l	усл.т/т		33,3
Затраты на производство продукции из отходов	З²	р/т
Затраты на производство продукции из первичного сырья	З¢	р/т

Результаты расчета свести в таблицу:

Показатели	Обозначение	Единицы измерения	Варианты до и после очистки
I	II

 

Сделать вывод о целесообразности использования каждого варианта.