пр 5 / отчет 5 факел загрязнения
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИШЯТ
ОЯТЦ
Химическая технология материалов современной энергетики
Отчет по заданию
РАСЧЕТ РАССЕИВАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ
Выполнил студент гр. 0471 ____________ _______ Хрусталева А. А.
Подпись Дата Фамилия И.О.
Проверил ____________ _______ Вторушина А. Н.
Подпись Дата Фамилия И.О.
Томск-2019
Цель работы: Рассчитать рассеивание выбросов в атмосферу для котельной, работающей на угле.
Теоретическая часть
Рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере в зависимости от различных факторов (климатические условия, рельеф местности, высота трубы и др.) можно оценить, используя следующие нормативные документы:
-
Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 6 июня 2017 года N 273 «Об утверждении методов расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе».
-
ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий»
-
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов». Новая редакция.
Порядок работы
-
На основании полученных значений выбросов в ПР4 рассчитать максимальное значение приземной концентрации вредных веществ (См, мг/м3) для вашего объекта, представить расчетный профиль рассеивания ЗВ.
Для
варианта № 5 имеем следующие исходные
данные: H=34 м, D=1.0 м,
w0 = 18.46 м/с, Тг
= 250 оС,
=
-22.6, А = 200, η = 1, F = 1, n = 1, m =
1, а из ПР4 имеем количество выбросов в
атмосферу:
М (SO2) = 1.0528 г/с;
М (NO) = 0,0444 г/с;
М (NO2) = 0,2695 г/с;
М (CO2) = 4,9 г/с;
М (тв.ч.) = 15,72 г/с;
М (б/п) = 1,7·10-8 г/с.
|
|
|
,
где
-
коэффициент, зависящий от температурной
стратификации атмосферы, определяющий
условия горизонтального и вертикального
рассеивания ЗВ в атмосферном воздухе;
- масса
ЗВ, выбрасываемого в атмосферный воздух
в единицу времени (мощность выброса),
г/с;
- безразмерный
коэффициент, учитывающий скорость
оседания ЗВ (газообразных и аэрозолей,
включая твердые частицы) в атмосферном
воздухе;
и 
- безразмерные коэффициенты, учитывающие
условия выброса из устья источника
выброса;
- безразмерный
коэффициент, учитывающий влияние рельефа
местности (определяемый в соответствии
с главой VII настоящих Методов);
- высота
источника выброса, м;
- расход
ГВС, определяемый по формуле, м
/с;
- разность
между температурой выбрасываемой ГВС
и
температурой атмосферного воздуха
,
°С.
;
м3/с;
Рассчитаем m и n:
так как f < 100, то применим формулу для m:
примем
n = 1, так как vм
,
vм
;
Рассчитаем см:
Расстояние
от
источника выброса, на котором приземная
концентрация
ЗВ
при неблагоприятных метеорологических
условиях достигает максимального
значения
,
определяется по формуле:
при vм > 2, рассчитаем d:
при vм > 2, рассчитаем uм:
Максимальная
приземная концентрация ЗВ
при
неблагоприятных метеорологических
условиях и скорости ветра
=3.1
м/с, отличающейся от опасной скорости
ветра
,
определяется по формуле:
|
|
,
где
-
безразмерная величина, так как
определяем
r
по формуле:
рассчитаем для ЗВ cми :
Расстояние
от источника выброса
,
на котором при скорости ветра
и
неблагоприятных метеорологических
условиях достигается максимальная
приземная концентрация
ЗВ,
определяется по формуле:
|
|
|
,
где
-
безразмерный коэффициент, определяемый
по формуле при
:
При
опасной скорости ветра
приземная
концентрация ЗВ
в
атмосферном воздухе на оси факела от
точечного источника, определяемой как
геометрическое место точек в пространстве,
которые на каждом заданном расстоянии
от источника соответствуют максимальному
значению концентрации ЗВ, а также как
их проекция на подстилающую поверхность
(то есть на взаимодействующую с атмосферой
поверхности земли, в том числе, почву,
поверхностные воды, снежный и растительный
покров), на различных расстояниях
от
источника выброса вычисляется по формуле
:
|
|
|
,
где
-
безразмерный коэффициент, определяемый
в зависимости от отношения
и
коэффициента
по
формулам, примем х = 500 м, тогда:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при
,
при
,
при
и
,
при
и
,
Рассчитаем с при разных х для разных ЗВ по с=s1*См :
|
x, м |
s1 |
SO2 |
NO |
NO2 |
CO2 |
тв. Част. |
бензпирен |
|
5 |
7,54E-04 |
7,72E-06 |
3,35E-05 |
1,98E-06 |
3,60E-05 |
1,15E-04 |
1,28E-11 |
|
10 |
2,97E-03 |
3,04E-05 |
1,32E-04 |
7,79E-06 |
1,42E-04 |
4,54E-04 |
5,05E-11 |
|
15 |
6,58E-03 |
6,74E-05 |
2,92E-04 |
1,73E-05 |
3,14E-04 |
1,01E-03 |
1,12E-10 |
|
20 |
1,15E-02 |
1,18E-04 |
5,11E-04 |
3,02E-05 |
5,50E-04 |
1,76E-03 |
1,96E-10 |
|
30 |
2,51E-02 |
2,57E-04 |
1,12E-03 |
6,59E-05 |
1,20E-03 |
3,84E-03 |
4,27E-10 |
|
40 |
4,33E-02 |
4,43E-04 |
1,92E-03 |
1,14E-04 |
2,07E-03 |
6,62E-03 |
7,35E-10 |
|
50 |
6,55E-02 |
6,71E-04 |
2,91E-03 |
1,72E-04 |
3,13E-03 |
1,00E-02 |
1,11E-09 |
|
100 |
2,22E-01 |
2,27E-03 |
9,84E-03 |
5,82E-04 |
1,06E-02 |
3,39E-02 |
3,77E-09 |
|
150 |
4,17E-01 |
4,27E-03 |
1,85E-02 |
1,09E-03 |
1,99E-02 |
6,38E-02 |
7,09E-09 |
|
200 |
6,12E-01 |
6,27E-03 |
2,72E-02 |
1,61E-03 |
2,92E-02 |
9,36E-02 |
1,04E-08 |
|
250 |
7,78E-01 |
7,97E-03 |
3,45E-02 |
2,04E-03 |
3,72E-02 |
1,19E-01 |
1,32E-08 |
|
300 |
8,98E-01 |
9,21E-03 |
3,99E-02 |
2,36E-03 |
4,29E-02 |
1,37E-01 |
1,53E-08 |
|
350 |
9,69E-01 |
9,93E-03 |
4,30E-02 |
2,54E-03 |
4,63E-02 |
1,48E-01 |
1,65E-08 |
|
400 |
9,97E-01 |
1,02E-02 |
4,43E-02 |
2,62E-03 |
4,76E-02 |
1,52E-01 |
1,69E-08 |
|
450 |
9,96E-01 |
1,02E-02 |
4,42E-02 |
2,62E-03 |
4,76E-02 |
1,52E-01 |
1,69E-08 |
|
500 |
9,69E-01 |
9,94E-03 |
4,30E-02 |
2,54E-03 |
4,63E-02 |
1,48E-01 |
1,65E-08 |
|
550 |
9,41E-01 |
9,65E-03 |
4,18E-02 |
2,47E-03 |
4,50E-02 |
1,44E-01 |
1,60E-08 |
|
600 |
9,12E-01 |
9,35E-03 |
4,05E-02 |
2,39E-03 |
4,36E-02 |
1,40E-01 |
1,55E-08 |
|
650 |
8,83E-01 |
9,05E-03 |
3,92E-02 |
2,32E-03 |
4,22E-02 |
1,35E-01 |
1,50E-08 |
|
700 |
8,53E-01 |
8,74E-03 |
3,79E-02 |
2,24E-03 |
4,08E-02 |
1,30E-01 |
1,45E-08 |
|
750 |
8,23E-01 |
8,44E-03 |
3,65E-02 |
2,16E-03 |
3,93E-02 |
1,26E-01 |
1,40E-08 |
|
800 |
7,93E-01 |
8,13E-03 |
3,52E-02 |
2,08E-03 |
3,79E-02 |
1,21E-01 |
1,35E-08 |
|
850 |
7,64E-01 |
7,83E-03 |
3,39E-02 |
2,01E-03 |
3,65E-02 |
1,17E-01 |
1,30E-08 |
|
900 |
7,35E-01 |
7,54E-03 |
3,26E-02 |
1,93E-03 |
3,51E-02 |
1,12E-01 |
1,25E-08 |
|
950 |
7,07E-01 |
7,25E-03 |
3,14E-02 |
1,86E-03 |
3,38E-02 |
1,08E-01 |
1,20E-08 |
|
1000 |
6,79E-01 |
6,96E-03 |
3,02E-02 |
1,78E-03 |
3,25E-02 |
1,04E-01 |
1,16E-08 |
|
1005 |
6,77E-01 |
6,94E-03 |
3,00E-02 |
1,78E-03 |
3,24E-02 |
1,04E-01 |
1,15E-08 |
|
1010 |
6,74E-01 |
6,91E-03 |
2,99E-02 |
1,77E-03 |
3,22E-02 |
1,03E-01 |
1,15E-08 |
|
1015 |
6,71E-01 |
6,88E-03 |
2,98E-02 |
1,76E-03 |
3,21E-02 |
1,03E-01 |
1,14E-08 |
|
1020 |
6,69E-01 |
6,85E-03 |
2,97E-02 |
1,76E-03 |
3,20E-02 |
1,02E-01 |
1,14E-08 |
|
1025 |
6,66E-01 |
6,83E-03 |
2,96E-02 |
1,75E-03 |
3,18E-02 |
1,02E-01 |
1,13E-08 |
Из представленных расчетов наблюдаем, что максимальная концентрация ЗВ находится на расстоянии 400-450 м по оси х от источника загрязнения.
Приземная
концентрация ЗВ в атмосферном воздухе
на
расстоянии
по
нормали к оси факела выброса определяется
по формуле:
|
|
|
,
где
-
безразмерный коэффициент, определяемый
по формуле:
|
|
\ |
,
|
|
|
|
при
м/с,
при
м/с.
|
y, м |
s2 |
SO2 |
NO |
NO2 |
CO2 |
тв. Част. |
бензпирен |
|
34,5 |
4,08E-07 |
3,15508E-12 |
1,81E-08 |
1,07E-09 |
1,95E-08 |
6,25E-08 |
6,94416E-15 |
|
35 |
8,76E-06 |
2,66639E-10 |
3,89E-07 |
2,3E-08 |
4,19E-07 |
1,34E-06 |
1,48962E-13 |
|
40 |
0,00765 |
5,15831E-07 |
0,00034 |
2,01E-05 |
0,000366 |
0,00117 |
1,30055E-10 |
|
45 |
0,061456 |
7,25403E-06 |
0,002729 |
0,000161 |
0,002938 |
0,009403 |
1,04475E-09 |
|
50 |
0,143867 |
3,70374E-05 |
0,006388 |
0,000378 |
0,006877 |
0,022012 |
2,44574E-09 |
|
55 |
0,222787 |
9,87966E-05 |
0,009892 |
0,000585 |
0,010649 |
0,034086 |
3,78738E-09 |
|
60 |
0,289086 |
0,000194003 |
0,012835 |
0,000759 |
0,013818 |
0,04423 |
4,91445E-09 |
|
65 |
0,342953 |
0,000779228 |
0,015227 |
0,0009 |
0,016393 |
0,052472 |
5,8302E-09 |
|
70 |
0,38662 |
0,001652678 |
0,017166 |
0,001015 |
0,01848 |
0,059153 |
6,57254E-09 |
|
75 |
0,422312 |
0,002648061 |
0,018751 |
0,001109 |
0,020187 |
0,064614 |
7,1793E-09 |
|
80 |
0,451824 |
0,003601398 |
0,020061 |
0,001186 |
0,021597 |
0,069129 |
7,68101E-09 |
|
85 |
0,476522 |
0,004387561 |
0,021158 |
0,001251 |
0,022778 |
0,072908 |
8,10087E-09 |
|
90 |
0,497432 |
0,004940456 |
0,022086 |
0,001306 |
0,023777 |
0,076107 |
8,45635E-09 |
|
95 |
0,515326 |
0,005264393 |
0,02288 |
0,001353 |
0,024633 |
0,078845 |
8,76054E-09 |
|
100 |
0,530788 |
0,005420133 |
0,023567 |
0,001393 |
0,025372 |
0,081211 |
9,02339E-09 |
|
105 |
0,544267 |
0,005407628 |
0,024165 |
0,001429 |
0,026016 |
0,083273 |
9,25254E-09 |
|
110 |
0,556111 |
0,005365109 |
0,024691 |
0,00146 |
0,026582 |
0,085085 |
9,45389E-09 |
|
115 |
0,566594 |
0,005298003 |
0,025157 |
0,001487 |
0,027083 |
0,086689 |
9,63209E-09 |
|
120 |
0,575932 |
0,005210991 |
0,025571 |
0,001512 |
0,02753 |
0,088118 |
9,79084E-09 |
|
125 |
0,584299 |
0,005108116 |
0,025943 |
0,001534 |
0,02793 |
0,089398 |
9,93309E-09 |
|
130 |
0,591837 |
0,004992867 |
0,026278 |
0,001554 |
0,02829 |
0,090551 |
1,00612E-08 |
|
140 |
0,547563 |
0,004452707 |
0,024312 |
0,001437 |
0,026173 |
0,083777 |
9,30856E-09 |
|
145 |
0,527462 |
0,004130624 |
0,023419 |
0,001385 |
0,025213 |
0,080702 |
8,96686E-09 |
|
150 |
0,507725 |
0,003825984 |
0,022543 |
0,001333 |
0,024269 |
0,077682 |
8,63132E-09 |
|
155 |
0,488378 |
0,00353899 |
0,021684 |
0,001282 |
0,023344 |
0,074722 |
8,30243E-09 |
|
160 |
0,469448 |
0,003269576 |
0,020843 |
0,001232 |
0,02244 |
0,071825 |
7,98061E-09 |