Оценка выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий

На окрасочных участках ремонтных предприятий проводятся как подготовительные работы (шпатлёвка, шлифовка), так и непосредственно окрасочные работы.

Окраска и сушка могут производиться непосредственно на участке или в окрасочной камере. Нанесение шпатлёвки на поверхность изделий производится вручную, при этом загрязняющих веществ выделяется незначительное количество, в связи с чем методикой рекомендуется их не учитывать.

Из всех возможных способов окраски (распыление, струйный облив, окунание, кистью, валиком и др.) на ремонтных предприятиях наибольшее распространение получил способ распыления (как правило, пневматическое).

Основным источником выделения вредных веществ при окраске машин, узлов и деталей на ремонтных предприятиях являются аэрозоли красок и пары растворителей. Состав и количество выделяемых загрязняющих веществ зависит от количества и марок применяемых лакокрасочных материалов и растворителей, методов окраски и эффективности работы очистных устройств.

Расчёт выбросов производится раздельно для каждой марки применяемых лакокрасочных материалов и растворителей. Одни авторы отмечают, что окраска и сушка могут осуществляться в различных условиях, но формулы расчётов приводят в обобщённом виде [1]. Другие авторы приводят формулы расчёта для различных производственных ситуаций [2].

Согласно методике [2], валовой выброс аэрозоля для каждого вида лакокрасочного материала определяется по формуле (т/год):

М _к -т- /‘ -^ -ИГ ,       (1)

где т - количество израсходованной краски за год, кг;

6_К - доля краски, потерянной в виде аэрозоля при различных способах окраски, %;

fi - количество сухой части краски, %.

Валовой выброс летучих компонентов в растворителе и краске, если окраска и сушка проводится в одном помещении, рассчитывается по формуле (т/год):

M_tp Н_РФ I mff_Pi_KiO"²) Ю"\  (2)

где mi - количество растворителей, израсходованных за год, кг;

/2 - количество летучей части краски, %; fpip - количество различных летучих компонентов в растворителях, %; fptK - количество различных летучих компонентов, входящих в состав краски (грунтовки, шпатлёвки), %.

Валовой выброс загрязняющего вещества, содержащегося в данном растворителе (краске), следует считать по формуле (2), для каждого вещества отдельно.

При проведении окраски и сушки в разных помещениях валовые выбросы подсчитываются по формулам:

для окрасочного помещения (т/год):

МЮ5ф рх М;р 5^ ^0 , для помещения сушки (т/год):

M‘yutpx= МР ^"р -|0"2

Общая сумма валового выброса однотипных компонентов находится по формуле (т/год):

Мі об — Mtoi-p рк + Mjcviupx -

Максимально разовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, определяется в граммах за секунду в наиболее напряжённое время работы, когда расходуется наибольшее количество окрасочных материалов (например, в дни подготовки к годовому осмотру). Такой расчёт производится для каждого компонента отдельно по формуле (г/с):

где / — число рабочих часов в день в наиболее напряжённый месяц, час;

7V - число дней работы участка в этом месяце;

Р’ - валовой выброс аэрозоля краски и отдельных компонентов растворителей за месяц, выделившихся при окраске и сушке, рассчитываемый по формулам (I ...5).

При наличии работающих очистных устройств для улавливания загрязняющих веществ, выделяющихся при окраске, доля валового выброса загрязняющих веществ определяется по формуле (т/год):

J1 -М1 -А-п,        (7)

где Л/ — валовой выброс /-го загрязняющего компонента в ходе производства (окраски, сушки), т.е, рассчитанный по формулам (1... 5) за год;

А — коэффициент, учитывающий исправную работу очистных устройств;

ту — эффективность данного очистного устройства по паспортным данным (в долях единицы).

Коэффициент А рассчитывается по формуле

N

А = ---,              (8)

TVi

(10) форму-

где N - количество дней исправной работы очистных устройств в год;

Ni- количество дней работы окрасочного участка в год.

Валовой выброс загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу, при наличии очистных устройств, будет определяться при окраске и сушке по каждому компоненту отдельно по формуле (т/год):

М^ос’ -М-Г (9)

Максимальный разовый выброс загрязняющих веществ при наличии очистных устройств (г/с):

_(Л-£')-10б ок' 3600-77-7

При этом В^? вычисляется по ле (т/месяц):

В’-Р-А-Іқ

где Р’ ~ находится по формулам (1...5) для каждого компонента отдельно. При этом принимается тп - масса краски и тп - масса растворителя, израсходованных за самый напряжённый месяц.

Если очистные устройства какое-то время не работали, то максимально разовый выброс определяется по формуле (6).

Заранее рассчитать и составить таблицы количества выбросов не представляется возможным, так как количество ситуаций (КС), при которых осуществляется выброс, оценивается следующим образом:

КС = 6! 2! 2! 2! 16! 8! 12! 8! = 720'2-2'2-21,12-1012-40320-479001600 40320 = 7-1035, где 6! - количество способов окраски;

2! - окраска производится в общем помещении или существует окрасочная камера;

2! - существуют очистные устройства или они отсутствуют;

2! - очистные устройства исправны или нет;

16! - какой эмалью из 16 марок осуществляется окраска;

8! - каким лаком из 8 марок осуществляется покрытие изделия;

12! - какая грунтовка из 12 марок применяется;

8! - какой растворитель из 8 марок применяется.

Рассчитать вручную (на калькуляторе) величину выброса для одного лакокрасочного материала после прояснения ситуации по каждой из восьми позиций также трудно, так как расчёт ведётся в каждой ситуации по разным формулам. Тем более это трудно сделать для совокупности лакокрасочных материалов.

Блок-схема расчёта выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий

В связи с этим предлагается алгоритмическая модель расчёта выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий на ремонтных предприятиях, позволяющая автоматически рассчитывать количество выбросов. Расчеты по формулам (1... 1 I) рекомендуется проводить на ПЭВМ по алгоритму, блок-схема которого приведена на рисунке.

В блок 1 вносится исходная информация о процессе окрашивания деталей, агрегатов и оперения транспортных средств и состоянии способов окрашивания и сушки.

В блоке 2 задаётся первый из шести способов окраски.

В блоке 3 проверяется условие: все ли способы окраски рассмотрены: если все, то вычисления заканчиваются и по ветке «да» переходят в блок 20.

Если ещё не все способы окраски рассмотрены, то по ветке «нет» в блоке 4 устанавливается: в общем помещении с другими постами производится окрашивание или существует окрасочная камера.

В случае отсутствия окрасочной камеры по ветке «да» вычисления переходят в блок 5.

Если окрасочная камера существует, то по ветке «нет» вычисления переходят в блок 6.

В блоке 7 рассчитываются выбросы, возникающие при сушке агрегатов.

В блоке 8 происходит суммирование выбросов при окраске и сушке для каждого лакокрасочного покрытия.

В блоке 9 вычисляется валовой выброс аэрозоля краски и отдельных компонентов растворителей в наиболее напряжённое время работы, когда расходуется наибольшее количество окрасочных материалов (например, в дни подготовки к годовому осмотру). Такой расчёт производится для каждого компонента отдельно по формуле в блоке 10.

В блоке 1 I устанавливается: существуют ли очистные устройства. Если такие устройства отсутствуют, то по ветке «нет» результаты вычислений распечаты ваются в блоке 18. Если же очистные устройства существуют, то по ветке «да» в блоке 12 устанавливается: исправны они или нет.

Если очистные устройства не функционируют, то по ветке «нет» результаты вычислений распечатываются в блоке 18.

Если очистные устройства исправны, то по ветке «да» в блоке 13 рассчитывается коэффициент, учитывающий исправную работу очистных устройств.

В блоке 14 вычисляется доля выброса загрязняющих веществ после улавливания очистными устройствами.

В блоке 15 вычисляется валовой выброс загрязняющих веществ, попадающих в атмосферный воздух, при наличии очистных устройств.

В блоке 16 вычисляется В’ в самый напряжённый месяц работ.

В блоке 17 вычисляется разовый выброс загрязняющих веществ при наличии очистных устройств.

В блоке 19 происходит переход к следующему способу окраски, и вычисления повторяются.

В блоке 20 вычисления заканчиваются.

Разработанная алгоритмическая модель позволяет сравнивать количество выбросов загрязняющих веществ и эффективность функционирования очистных устройств при различных способах окраски деталей, агрегатов и оперения транспортных средств на ремонтных предприятиях.