Задача.

В помещении цеха выделяются вещества разнонаправленного действия : 280 г/ч - СО и 50 г/ч - SO₂ . Определить необходимый воздухообмен , приняв концентрации в поступающем воздухе : СО - 6 мг/м³ , SO₂ - 0.5 мг/м³ .

Решение:

Lco= G/(K1-K2) =280 г/ч / (0.02-0.006) г/м³=20000 м³/ч

Lso2= G/(K1-K2) =50 г/ч / (0.01-0.0005) г/м³=15м³/ч

где G-количество газов, выделяющихся в помещении ;

K1-допустимая концентрация газов;

К2-концентрация газов в наружном воздухе;

ПДК СО=20 мг/м ;

ПДК SO2=10 мг/м .

Ответ: т. к. выделяющиеся вещества разнонаправленного действия , выбираем максимальный воздухообмен - 20000 м ³/ч .

Задание 2

Вопрос 1. Методика расчёта пдв для низких выбросов.

Значительная часть вредных веществ на машиностроительных заводах поступает в атмосферу из низких затенённых источников. Процессы распространения вредных веществ из низких затенённых источников и из высоких незатенённых труб отличаются друг от друга. Дополнительным специфическим фактором является изменение зданиями направления и скорости ветра , образование циркуляционных зон и зон повышения скоростей. Поэтому для расчёта предельно допустимого выброса (ПДВ) из низкого источника используется формула:

ПДВ=[(ПДК-с_ф)*D*w_г*Н_зд]/[0.53*ф*Е*k_lT]

где ПДК - предельно допустимая концентрация , мг/м³; с_ф - фоновая концентрация одинаковых или однонаправленных вредных веществ, характерная для данной местности , мг/м³ ; D - диаметр устья источников выбросов , м ; w_г - вертикальная составляющая скорости выхода загрязнённого воздуха , м/с ; Нзд - высота здания, м ; ф - коэффициент скорости , учитывающий поле скоростей над зданием , обдуваемым ветром ; k_lT - коэффициент учитывающий изменение максимальной концентрации в приземном слое от относительной длины здания l/Hзд. Е - параметр , который рассчитывается по формуле:

Е=В*e^-0.15B B= h²+3.3-h h=[Hmp-Hзд]/Нзд , Нmp - высота трубы.

Вопрос 2. Рассеивание выбросов в атмосфере.

Распространение в атмосфере выбрасываемых из труб и вентиляционных устройств промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы , расположение предприятий и источников выбросов , характер местности , физические и химические свойства выбрасываемых веществ , высота источника и т. п. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра , а вертикальное - распределением температур в вертикальном направлении.

На графике1 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере над факелом организованного высокого источника выброса. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов можно условно выделить три зоны загрязнения атмосферы : переброс факела выбросов , характеризующийся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы ; задымление с максимальным содержанием вредных веществ и постепенное снижение уровня загрязнения.

Зона задымления является наиболее опасной для населения и должна быть исключена из селитебной застройки. Размеры этой зоны в зависимости от метеорологических условий находятся в пределах 10 - 49 высот трубы.

Зона Зона Зона

неоргани- задымления постепенного снижения

зованного уровня загрязнения

загрязнения

Зона

переброса факела

График 1.

Максимальная концентрация прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропорциональна квадрату его высоты над землёй . Подъём горячих струй почти полностью обусловлен подъёмной силой газов , имеющих более высокую температуру , чем окружающий воздух . Повышение температуры и момента количества движения выбрасываемых газов приводит к увеличению подъёмной силы и снижению их приземной концентрации.

При выбросах через высокие трубы или при факельном выбросе в условиях безветрия рассеивание вредных веществ происходит главным образом под действием вертикальных потоков . Высокие скорости ветра увеличивают разбавляющую роль атмосферы , способствуя более низким приземным концентрациям в направлении ветра. Движение загрязняющих веществ вместе с воздушными массами , перемещаемыми ветром , приводит к тому , что турбулентные вихри изгибают , разрывают поток и перемешивают его с окружающими воздушными массами. Разбавление вдоль оси струи пропорционально средней скорости ветра Vm на высоте струи. Вместе с тем с увеличением Vm уменьшается высота факела над устьем трубы. Поэтому для источников выбросов вводят понятие опасной скорости ветра , при которой приземные концентрации имеют наибольшие значения. Для того чтобы предотвратить отклонение струи вблизи от горловины трубы , скорость выбрасываемого газа Wг должна вдвое превышать опасную скорость ветра на уровне горловины трубы.

Распространение газообразных примесей и пылевых частиц диаметром менее 10 мкм , имеющих незначительную скорость осаждения , подчиняется общим закономерностям . Для более крупных частиц эта закономерность нарушается , так как скорость их осаждения под действием силы тяжести возрастает . Поскольку при очистке токсичной пыли крупные частицы улавливаются , как правило , легче , чем мелкие , в выбросах остаются очень мелкие частицы , их рассеивание рассчитывают так же , как и газовые выбросы .

Основным документом , регламентирующим расчет рассеивания и определения приземных концентраций выбросов промышленных предприятий , является ‘Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ , содержащихся в выбросах предприятий . ОНД-86’ . В основу методики положено условие при котором суммарная концентрация каждого вредного вещества не должна превышать максимальную разовую ПДК данного вредного вещества в атмосферном воздухе , т.е.

C = ( Cm + Cф ) < ПДК

где Cm - максимальная концентрация загрязняющих веществ в приземном воздухе , мг/м³ ;

Cф - фоновая концентрация одинаковых или однонаправленных вредных веществ , мг/м³ .

При выбросе в атмосферу одного или более однонаправленных загрязняющих веществ из нескольких источников , расположенных на значительном расстоянии друг от друга , загрязнения приземного слоя атмосферы рассчитывают для каждой трубы . Полученные результаты для данной точки местности суммируют с учетом падения концентраций в перпендикулярном ветру направлении . В зависимости от соотношения валовых выбросов из источников и расстояния между ними в перпендикулярном по отношению к ветру направлении максимальная суммарная концентрация загрязняющих веществ будет находится или на оси источника большей мощности , или между источниками , но ближе к источнику большей мощности .

В случае расчета рассеивания выбросов , выделяемых в атмосферу через трубы одинаковой высоты , расположенные на близком расстоянии друг от друга , трубы следует принимать за один эквивалентный источник такой же высоты с суммарным количеством загрязняющих веществ . При расположении боле двух соседних точечных источников по одной линии и совпадении с нею направления ветра выбросы будут накладываться один на другой , что приведет к увеличению приземных концентраций . Шахматное расположение сосредоточенных источников приводит к уменьшению концентрации примесей в приземном слое атмосферы .