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 Gтрод.
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:
סi) 
, (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; Сi – цена i-го используемого материала (руда, доломит, топливо, известняк), руб;
аi и вi - 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 ФК – стоимость основных средств к-го вида;
е – норматив приведения разновременных затрат;
fп – 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.);
am – 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 Уi – 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.