ПРАКТИЧЕСКАя работа № 1

Определение валовых выбросов вредных веществ в атмосферу

Цель работы: освоить методику определения валовых выбросов вредных веществ в окружающую среду.

1. Основные теоретические сведения

Для определения выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников промышленных предприятий необходимым является измерение параметров пылегазовоздушной струи (температуры пылегазовоздушного потока, скорости перемещения, объемного расхода, концентрации вредных веществ в пылегазовоздушном потоке и др.).

Чаще измерение проводят непосредственно в воздуховоде (рис. 1).

Следует отметить, что скорость газо-воздушного потока по сечению воздуховода меняется: около стенок воздуховода скорость I) равна нулю, а к середине воздуховода скорость увеличивается. Если воздуховод имеет поворот, то скорость в верхней части будет больше за счет сил инерции и эпюра скоростей будет несимметричной.

Поэтому измерительное сечение выбирается на прямом участке воздуховода с учетом расположения местных сопротивлений (поворотов, отводов, задвижек, дросселирующих устройств).

В ГОСТ 17.2.4.06-90 дан метод определения скорости и объемного расхода газопылевых потоков в газоходах и вентиляционных системах со скоростью не менее 4 м/с, который заключается в измерении с помощью микроманометров и пневмометрических трубок динамического напора газа Р_д в виде разницы между полным и статическим напорами (рис. 1а). В стенках воздуховода проделывают отверстия во взаимно перпендикулярных осях диаметром, достаточным для введения внутрь газохода пневмометрических трубок (трубок Пито).

Измерение температуры газов производится одновременно с замерами давления с помощью термометров.

Определение запыленности газовых потоков в газоходах производится, как правило, методом внешней фильтрации, т.е. осаждением твердых частиц из отобранной пробы газа происходит вне газохода (рис. 1).

Рис.1. Схемы установки для определения скорости потока (а и запыленности воздуха методом внешней фильтрации (б)

1 – воздуховод; 2 – линейка; 3 – микроманометр; 4 – алонж с фильтром;

5 – реометр; 6 – аспиратор (пылесос); 7 – закрытый алонж с фильтром;

8 – термометр; 9 – манометр; 10 – аспиратор.

Запыленность газа определяется весовым способом по изменению массы аэрозольных фильтров после фильтрации. Выбор места отбора проб пыли производится аналогично измерению скорости.

При отборе проб методом внешней фильтрации (рис. 1, б) пыле­улавливающее устройство (аллонж с фильтром) располагается вне воздуховода, а исследуемый воздух подводится к аллонжу пылеотборной трубкой, вставленной в воздуховод носиком против потока воздуха.

Для получения достоверных результатов при отборе проб необходимо тщательно соблюдать условие изокинетичности, т.е. скорости движения пылегазовой смеси в воздуховоде и в устье пробоотборного устройства должны быть одинаковыми.

В противном случае при скоростях отбора пробы выше скорости в воздуховоде значение концентраций будет занижено, а при меньших –завышено. Расположение входного отверстия пробоотборника должно быть строго перпендикулярно направлению движения газового потока.

Концентрацию пыли в газовом потоке определяют по формуле:

, мг/м³

где m₂, m₁ – масса загрязненного и чистого фильтра соответственно, мг;

V_o – объемный расход газа при нормальных условиях, м³/с;

t – время отбора пробы, мин.

Определение концентраций вредных газовых примесей, поступающих в атмосферу, производится лабораторными методами или экспресс-анализом. Отбор проб ведется путем аспирации определенного объема удаляемого воздуха через поглотительный прибор, заполненный жидким или твердым сорбентом для улавливания вещества. Определяемая примесь из большого объема концентрируется в меньшем объеме сорбента или на фильтре.

Параметры отбора проб – расход воздуха, продолжительность его аспирации через поглотительный прибор, вид сорбента и его количество – устанавливаются в зависимости от определяемого вещества по существующим методикам.

Для расчета валовых выбросов необходимы следующие исходные данные.

1. Площадь поперечного сечения газохода, т.е. для прямоугольного сечения – параметры А и В, для круглого газохода – диаметр D.

2. Параметры газовоздушной смеси на выходе источника выброса:

– скорость, м/с;

t_газа –температура, ^oC.

3. Перечень установленных вредных веществ.

4. Концентрация вредных веществ в газовоздушной смеси:

С_ср – средняя, мг/м³;

С_max – максимальная, мг/м³.

5. τ – фонд рабочего времени, час/год.

Валовые выбросы можно определить по зависимости:

G = C_ср·V₂₀·3.6·10^-6·τ ,т/год,

где G_i – валовые выбросы -го вещества из источника (труба), т/год;

V₂₀ – расход газовоздушной смеси при нормальных условиях (Т =20^о).

, м³/c .

,

где V ₀ – объемный расход газо-воздушной смеси при температуре 1_газа из

трубки, м³/с;

Р – сечение трубки, м².

Для круглой трубки:

Определение величины валовых выбросов необходимо для установления ущерба, нанесенного вредными веществами окружающей среде, и, в конечном итоге, компенсации этого ущерба, т.е. внесения платы за выброс.

П = G·H·К_эк, руб.,

где Н – базовый норматив платы за выброс в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных и нестационарных источников (приложение 1);

К_эк – коэффициент, учитывающий напряженность экологической обстановки в данной местности. Для Тульской области К_эк = 2,28.

Если рассчитываются валовые выбросы по нескольким вредным веществам, то итогом работы будет являться суммарная плата за выбросы.

Следует отметить, что измерение концентрации вредных веществ проводится многократно и затем рассматривается среднее значение концентрации С_ср. Кроме этого выбирается максимальное значение С_макс каждого вредного вещества в выоросе и по его значению определяется максимально разовый выброс (мощность выброса):

М = С_max·V₂₀·10^-3, г/с.

где М – мощность выброса вредного вещества, г/с.