7.2. Расчет эффективности газоочистной установки.

Задание. Необходимо определить требуемую эффективность установки для очистки выбросов высокого источника загрязнения – дымовой трубы промышленного предприятия. Взаимное расположение источника загрязнения и жилого массива схематично показано на рис. 6.1.

Исходные данные:

а) вид вредного вещества, содержащегося в выбросе – аммиак;

б) масса выброса M = 15 г/с;

в) расход выбрасываемой газовоздушной смеси V = 100 м³/с;

г) разность температур выброса и окружающего воздуха ΔT = 20 К;

д) высота H = 45 м диаметр D = 3 м трубы;

е) расстояние x_{ж. м} м от трубы до границы жилого массива.

Расчет ведется для наиболее неблагоприятного направления ветра – от источника загрязнения в сторону жилого массива.

Решение. Рассчитаем максимальную приземную концентрацию С_max при неблагоприятных метеорологических условиях для аммиака по формуле (2.1). Вначале определяем безразмерные коэффициенты m и n. Рассчитываем параметр v_M:

принимаем n = 1, поскольку v_M > 2.

Рассчитываем параметр f:

w = V/(πD²/4) = 100/(3,1415·3²/4) = 14,15 м/c;

Теперь можем выполнить расчет максимальной приземной концентрации:

По формулам (2.7), (2.8) определяем расстояния от источника до точек, в которых приземные концентрации загрязняющих веществ достигают максимальных значений:

по графику рис. 2.3, т.к. f = 14,83 < 100 и находим d = 17,5;

Поскольку для аммиака F =1 < 2

x_m = dH = 17,5·45 = 788 м.

Для точек, находящихся на оси выброса, рассчитываем по формуле (2.9) концентрации аммиака, приведенные концентрации C_i / ПДК_i. Безразмерный коэффициент S, зависящий от соотношения x/x_m определяем с помощью графика рис. 2.4, или рассчитываем по аппроксимационным зависимостям:

при x/x_m < 1

S = 1,1771/(1+ exp(–(x/x_m – 0,3467)/0,1739)) – 0,1373;

при x/x_m > 1

S = 0,0313 + 1,3665·exp(– (x/x_m) / 3,1694).

При заполнении таблицы разбиваем расстояние x_m = 788 м на 5 частей и выбираем шаг координатной сетки. Результаты заносят в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Распределение концентраций вредных веществ по оси выброса

№ точки	Расстояние, х, м	x/xm	S (газ)	аммиак
				С, мг/м3	С/ПДК
1	157,6	0,2	0,21674	0,01344	0,33595
2	315,2	0,4	0,54076	0,03353	0,83818
3	472,8	0,6	0,81735	0,05068	1,26689
4	630,4	0,8	0,95891	0,05945	1,48632
5	788	1	1,01291	0,06280	1,57002
6	945,6	1,2	0,96713	0,05996	1,49905
7	1103,2	1,4	0,90990	0,05641	1,41035
8	1260,8	1,6	0,85617	0,05308	1,32707
9	1418,4	1,8	0,80573	0,04996	1,24888
10	1576	2	0,75837	0,04702	1,17548
11	1733,6	2,2	0,71391	0,04426	1,10656
12	1891,2	2,4	0,67217	0,04167	1,04186
13	2048,8	2,6	0,63298	0,03924	0,98111
14	2206,4	2,8	0,59618	0,03696	0,92408
15	2364	3	0,56164	0,03482	0,87054
16	2521,6	3,2	0,52921	0,03281	0,82027
17	2679,2	3,4	0,49876	0,03092	0,77308
18	2836,8	3,6	0,47017	0,02915	0,72877
19	2994,4	3,8	0,44334	0,02749	0,68717
20	3152	4	0,41814	0,02592	0,64812

Оценим ущерб, наносимый загрязнением атмосферы здоровью людей для точки с координатой x_ж.м =500 м, лежащей на оси выброса на границе зоны жилой застройки. Из таблицы 1.2. определяем класс опасности аммиака – 3 класс.

Вначале рассчитаем фактические значения кратности превышения ПДК для расстояния x_м = 500 м:

x/x_m = 500 / 788 = 0,63;

S = 1,1771/(1+ exp(–(0,63 – 0,3467)/0,1739)) – 0,1373 = 0,85;

C_ам = S = 0,062·0,85 = 0,053

К _ам = C_ам / ПДК = 0,053 / 0,04 = 1,325;

Определим комплексный показатель загрязнения по формуле (4.3) при x = 500 м

Значение Р = 1,325 меньше порогового значения Р₀ = 2 и вредные загрязнения не оказывают влияние на здоровье людей.

Рис. 7.2.

Строим график зависимости концентрации C_ам от расстояния х (рис. 7.2). Максимальное значение концентрации C_ам = 0,63 мг/м³ превышает ПДК, поэтому перед выбросом в атмосферу газовоздушная смесь должна подвер­гаться очистке. По формуле (2.10) рассчитываем значение ПДВ

Определяем требуемую эффективность η дополнительного оборудования для очистки выбросов по формуле (2.12)