Практическая работа № 7. Расчет концентрации загрязняющих веществ в районе промышленного предприятия
Целью настоящей работы является ознакомление с методикой расчета уровня загрязнения атмосферного воздуха выбросами точечного источника (в основном из труб промышленных предприятий). Все источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на точечные (например, труба предприятия), плоскостные (свалка) и линейные (автомагистраль).
В ходе проводимых расчетов вначале определяется максимальная концентрация загрязняющего вещества в воздухе Сmax, которая может быть достигнута при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях (как правило, при опасной скорости ветра Umax и на определенном от источника выбросов расстоянии хmax). Затем определяется концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе на заданном расстоянии х от источника выбросов. Расчет максимальной концентрации Сmax (мг/м3) загрязняющего вещества в воздухе выполняется в соответствии с формулой:
Cmax = АМFmnГH–2(V1DT)–1/3, (1)
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; Значения коэффициента А для территорий Россия южнее 50о с.ш., Сибири, Дальнего Востока и Казахстана составляет 200.
М – масса загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе;
m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси (ГВС) из источника;
|
|
|
Н – высота устья источника над уровнем земли, м;
Г – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (если территория, на которой расположен источник выбросов, ровная, т.е. перепад высот не превышает 50 м на 1 км, то Г = 1; если перепад высот более 50 м, но не превышает 100 м на 1 км, то Г = 2; для сильно пересеченной местности Г = 3);
DТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и средней температурой окружающего воздуха в самое жаркое время года То, оС (для Томска значение То принимается равным 24,7 оС);
V1 – расход газовоздушной смеси (м3/с), рассчитываемый по формуле:
V1 = p D2Wср/4 = 0,785D2Wср, (2)
где D – диаметр устья источника выбросов (трубы), м;
Wcр – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с. (Wcр = 7 м/сек).
При наличии на предприятии очистных и газоулавливающих сооружений принимают F = 1 для всех газообразных веществ, а также для мелкодисперсных веществ (зола, пыль и др.) и F = 2 для мелкодисперсных аэрозолей. Если очистные и газоулавливающие сооружения отсутствуют, то F = = 3.
Коэффициенты m и n определяются в зависимости от параметров r и q, которые рассчитываются по формулам (3) и (4).
r = 1000Wср2DH–2DT–1; (3)
q = 0,65(V1DT/H)1/3. (4)
|
|
|
m = (0,67 + 0,1r1/2 + 0,34r1/3)–1, если r < 100;
m = 1,47r–1/3, если r ³ 100. (5)
n = 0,532q2 – 2,13q + 3,13, eсли 0,5 £ q < 2;
n = 4,4q, если q < 0,5;
n = 1, если q ³ 2. (6)
Определение расстояния хmax (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) достигает максимального значения Сmax (мг/м3), выполняется с помощью формулы:
хmax = 0,25(5 – F)kH; (7)
где k – безразмерный коэффициент, рассчитываемый с помощью формул (8) и (9).
Для r < 100:
k = 2,48(1 + 0,28r1/3), при q £ 0,5;
k = 4,95q(1 + 0,28r1/3), при 0,5 < q £ 2;
k = 7q1/2(1 + 0,28r1/3), при q > 2; (8)
для r ³ 100:
k = 5,7, при q £ 0,5;
k = 11,4q, при 0,5 < q £ 2;
k = 16q1/2, при q > 2. (9)
Основными метеорологическими факторами, влияющими на концентрацию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, являются скорость и направление ветра. Опасная скорость ветра Umax (м/с), при которой достигается на расстоянии хmax от источника выбросов максимально возможное значение концентрации загрязняющего вещества Сmax, определяется по формулам (10) и (11).
Для r < 100:
Umax = 0,5, при q £ 0,5;
Umax = q, при 0,5 < q £ 2;
Umax = q(1 + 0,12r1/2), при q > 2; (10)
для r ³ 100:
Umax = 0,5, при q £ 0,5;
Umax = q, при 0,5 < q £ 2;
Umax = 2,2q, при q > 2. (11)
При опасной скорости ветра Umax приземная концентрация загрязняющего вещества С в атмосферном воздухе на расстоянии х от источника выбросов рассчитывается по формуле:
|
|
|
С = S1 . Сmax, (12)
где S1 - безразмерная величина, зависящая от значения коэффициента F и отношения х/хmax, которое обозначено ниже через a:
S1 = 1,13(0,13a2 + 1)–1, при 1 < a £ 8;
S1 = a(3,58a2 + 35,2a + 120)–1, при F £ 1,5 и a > 8;
S1 = (0,1a2 + 2,17a – 17,8)–1, при F > 1,5 и a > 8. (13)
Для низких и приземных источников выбросов, для которых 2 £ Н <10, выражение для S1 имеет вид:
S1 = 0,125[10 – Н + (Н – 2)S1*], (14)
где S1* определяется по формуле (13*):
S1* = 3a4 – 8a3 + 6a2, при a £ 1. (13*)
Требования к оформлению отчета:
1. В отчете необходимо привести следующие данные: название предприятия; характеристики источника выбросов (высота и диаметр устья трубы, температура ГВС); характеристики выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ (название, ПДКс.с., объем выброса); значение опасной скорости ветра Umax; результаты промежуточных расчетов с точностью 3 знака после запятой; конечные результаты (концентрацию каждого из выбрасываемых загрязняющих веществ на расстоянии 500 м от источника выброса и отношение С500/ПДКс.с., при этом точность расчета концентрации загрязняющего вещества С500 должна соответствовать точности табличного значения его ПДКс.с.).
|
|
|
2. Полученные данные оформить в виде таблицы. Отчет завершить выводами.
| Вариант 21. Предприятие «ЭТАЛОН» | ||||
| Загрязняющее вещество (ПДКс.с., мг/м3) | М, г/с | Сmax, мг/м3 | С500, мг/м3 | С500/ПДКс.с. |
| зола (0,5) | 0,2 | 0,005 | 0,004 | 0,008 |
| окислы азота (0,04) | 2,5 | 0,060 | 0,05 | 1,2 |
| ртуть (0,0003) | 0,3 | 0,007 | 0,0062 | 20,7 |
| фенол (0,003) | 0,8 | 0,019 | 0,017 | 5,7 |
| H = 29 м; D = 1,4 м; T = 87 oC; DT = 62,3 oC; V1 = 10,770; r = 1,309; q = 1,852; m = 0,865; n = 1,010; Cmax = 0,024М; k = 11,975; xmax» 347,3 м; Umax» 1,8 м; a = 1,440; S1 = 0,890. |
Средняя суточная ПДК в атмосфере населенных пунктов
| Вещество | ПДКс.с., мг/м3 |
| акролеин | 0,03 |
| аммиак | 0,04 |
| анилин | 0,03 |
| ацетон | 0,35 |
| бензол | 0,1 |
| диоксид серы | 0,05 |
| диокисид углерода | 3,0 |
| зола | 0,5 |
| медь | 0,002 |
| никель | 0,001 |
| окислы азота | 0,04 |
| окись этилена | 0,03 |
| оксид углерода | 1,0 |
| пропилен | 3,0 |
| пыль | 0,15 |
| пыль цементная | 0,01 |
| ртуть металлическая | 0,0003 |
| сажа | 0,05 |
| свинец | 0,0003 |
| сероводород | 0,008 |
| спирт метиловый | 0,5 |
| спирт этиловый | 5,0 |
| фенол | 0,003 |
| формальдегид | 0,003 |
| хлор | 0,03 |
| хлористый водород | 0,2 |
Характеристики предприятий
| № | Предприятия и загрязняющие вещества | Высота трубы, м | Диаметр устья трубы, м | Темпе-ратура ГВС, оС | Выброс вещества, г/с |
| “АСТРА” акролеин окислы азота сажа свинец | 0,6 | 2,2 1,7 1,1 0,8 | |||
| “БАРЬЕР” акролеин ацетон ртуть фенол | 1,1 | 12,0 2,7 0,4 7,7 | |||
| “ВЕГА” диоксид серы оксид углерода сажа фенол | 1,2 | 1,0 1,2 4,8 3,3 | |||
| “ГЛОБУС” аммиак окислы азота сажа фенол | 2,1 | 3,4 1,6 9,8 0,9 | |||
| “ГРАНИТ” аммиак диоксид углерода зола формальдегид | 1,0 | 2,9 3,9 3,6 1,8 | |||
| “ЗАРЯ” ацетон ртуть фенол формальдегид | 1,7 | 1,5 0,2 0,5 2,7 | |||
| “ДИНАМО” акролеин окислы азота ртуть сажа | 1,2 | 10,0 1,5 0,3 1,7 | |||
| “КАЛИБР” ацетон диоксид серы зола фенол | 1,6 | 2,2 1,6 4,1 1,0 | |||
| “КВАРЦ” аммиак оксид углерода свинец формальдегид | 1,3 | 3,9 1,5 1,2 2,6 | |||
| “ЛУЧ” акролеин диоксид углерода зола оксид углерода | 1,8 | 7,9 3,4 3,5 0,9 | |||
| “МЕТЕОР” ацетон диоксид серы сажа свинец | 1,5 | 2,4 2,1 2,0 1,5 | |||
| “ОМЕГА” аммиак диоксид углерода ртуть формальдегид | 0,9 | 2,9 3,9 0,4 2,1 | |||
| “ПРОТОН” акролеин зола окислы азота фенол | 1,2 | 6,3 5,4 2,0 2,6 | |||
| “РЕСУРС” диоксид углерода диоксид серы оксид углерода свинец | 1,9 | 3,5 2,0 1,8 1,3 | |||
| “РУБИН” ацетон ртуть сажа формальдегид | 1,1 | 3,1 0,3 12,7 3,0 | |||
| “СИГМА” аммиак диоксид серы окислы азота фенол | 1,4 | 3,1 1,8 1,8 2,9 | |||
| “СПЕКТР” диоксид углерода зола сажа свинец | 1,6 | 3,9 5,7 14,0 1,8 | |||
| “ТИТАН” акролеин оксид углерода ртуть формальдегид | 1,3 | 7,4 3,0 0,6 4,1 | |||
| “ТОПАЗ” диоксид углерода окислы азота свинец фенол | 1,2 | 3,1 2,2 1,4 2,5 | |||
| “ФОТОН” аммиак диоксид серы зола оксид углерода | 0,8 | 2,8 2,1 3,2 1,9 |
Примечания к таблице:
1) все предприятия расположены в г. Томске, имеют очистные и газоулавливающие сооружения;
2) перепад высот на территориях всех предприятий не превышает 50 м на 1 км.
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 116; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!