УДК 541.18

Рецензент: канд. техн. наук, доц. И.Н. Рождов

Составитель: Н.Г. Моисеенко

Методы определения количества загрязняющих веществ, по­ступающих в окружающую среду: Методические указания к практи­ческим занятиям по дисциплине «Процессы и аппараты по защите ок­ружающей среды / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т. - Новочеркасск: ЮРГПУ, 2014.-31с.

В методических указаниях описаны методы расчета количества загрязняю­щих веществ, поступающих в наружную среду от различных источников. Приведе­ны примеры расчета.

Методические указания предназначены для студентов специальности 3302.00 «Инженерная защита окружающей среды» при выполнении практических работ и курсового проекта по дисциплине «Процессы и аппараты по защите окру­жающей среды».

© Южно-Российский государственный

политехнический университет(НПИ), 2014

© Моисеенко Н.Г., 2004

Введение

В процессе подготовки инженеров по специальности «Инженерная за­щита окружающей среды» изучаются дисциплины: «Процессы и аппараты по защите окружающей среды» и «Инженерные методы защиты воздушной сре­ды». В центре внимания этих дисциплин находятся аспекты загрязнения ат­мосферного воздуха выбросами аэрозольных и газообразных веществ, трансформации их в биосфере, негативного воздействия выбросов на челове­ка и окружающую среду, а также мероприятий по снижению антропогенных нагрузок до безопасного уровня.

В настоящих методических указаниях предложены методы расчета ко­личества загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух из трубопроводов и оборудования, а также при горении топлива различных ви­дов.

Задача методических указаний состоит в том, чтобы помочь студентам ознакомиться с основными принципами расчетных методов в рамках изучае­мых дисциплин и использовать их на практических занятиях и при выполне­нии курсовых и дипломных проектов.

1. Методы определения количества загрязняющих веществ, поступающих в наружную среду

Поступление загрязняющих веществ (ЗВ) в наружную среду может быть вызвано следующими физико-химическими процессами: истечением вследствие разности давлений в оборудовании и наружной среды, турбу­лентным и молекулярным переносом в результате разности парциальных давлений, при неполном сжигании различных видов топлива, механической обработке, химических реакциях и др. [ 1 ].

Количество выделяющихся веществ в зависимости от поставленной за­дачи и требуемой степени точности можно определить на основании удель­ных показателей и газовоздушных балансов, а также расчетом.

1.1. Метод определения количества выделяющихся ЗВ на основе

удельных показателей (на единицу продукции расходуемого материала или сырья и др.) имеет ограниченное применение, что обусловлено:

а)  отсутствием достаточно достоверных статистических данных о ко­личественном и качественном составе газовых выбросов и загрязнений про­мышленной площадки и примыкающих к ней населенных мест - всё этообъясняется трудоёмкостью проведения и обработки результатов замера;

б)  малым сроком действия удельных показателей, так как изменяетсяколичество и состав газовых выбросов при замене номенклатуры выпускае­мой продукции или технологии её производства, а также вследствие несоиз­меримости времени выпуска некоторых видов продукции и определенияудельных показателей выбросов;

в)  невозможностью определения количества выделяющихся ЗВ за единицу времени, г/с, что необходимо для расчетов предельно допустимых выбросов (ПДВ) или временно согласованных выбросов (ВСВ) [2] на основании удельных показателей;

г) невозможностью отразить динамику поступления ЗВ в течение года, суток, смены, часа, а также оценки выбросов от единичного технологическо­го оборудования.

Этот метод целесообразен при ориентировочном (на год) прогнозиро­вании выбросов ЗВ в атмосферный воздух или долгосрочном планировании мероприятий по охране окружающей среды (на 5 -15 и более лет).

1.2. Метод определения количества выбросов ЗВ на основе газовоздушных балансов помещений является основным при проведении инвентаризации источников выброса ЗВ в атмосферный воздух во многих отраслях промышленности. Применение метода возможно при наличии достаточного количества статистических данных об объемах вытяжного, приточного и ре­циркуляционного воздуха, а также о составе и концентрации в нем ЗВ, по­ступающих в атмосферный воздух. Определить выбросы от какого-либо оборудования или отдельного аппарата при изменяющемся по времени тех­нологическом процессе данным методом невозможно.

Первый и второй методы определения количества выделяющихся ЗВ на основании удельных показателей применимы только для оценки газовых вы-бросов от оборудования существующих технологических процессов и не могут быть использованы для проектирования новых производств. Эти методы не позволяют оценить количество выбросов в период неблагоприятных ме­теорологических условий, а также при аварийных ситуациях, возникающих на ряде производств. Область применения этих методов значительно сужается вследствие отсутствия методик и приборов контроля большей части ЗВ, содержащихся в наружной среде, а также невозможности применения полу­ченных данных (по количеству ЗВ) для расчета воздухообмена в производст­венном помещении, количества загрязнений промышленной площадки и на­селенных мест, так как рассеивание ЗВ в атмосферном воздухе рассчитывается по максимальным их количествам в 13ч самого жаркого месяца.

1.3. Расчётный метод. Сущность расчетного метода состоит в теорети­ческом определении количества выделений ЗВ в атмосферный воздух по всем элементам оборудования: через неплотности фланцевых соединений, через сальники, люки, лабиринтные уплотнения, воздушку, а также при испарении с открытых поверхностей, при горении и др. Этим методом с определенной степенью точности можно определить характер и количество выделяющихся в атмосферный воздух ЗВ как от отдельного аппарата, так и от нескольких в любой заданный период технологического процесса.

Количество и состав ЗВ, поступающих от всех видов источников, опре­деляются технологами, составляющими сводную таблицу выделений. По данным этой таблицы рассчитываются максимально возможные концентра­ции в приземном слое атмосферы на заводской площадке и окружающих ее территориях. Если эти концентрации (согласно расчёту рассеивания ЗВ) не превышают предельно допустимых для заводской площадки и населенных пунктов (с учетом существующего загрязнения фона и суммирования ве­ществ однонаправленного действия), то полученные расчетные количества ЗВ рассматриваются как предельно допустимый выброс для данного техно­логического процесса.