Лабораторна робота №3

ТЕМА: ВИЗНАЧЕННЯ ГРАНИЧНО ДОПУСТИМИХ ВИКИДІВ

Мета:

Теоретична частина

Основним засобом для дотримання гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин у приземному шарі атмосфери є встановлення нормативів гранично допустимих викидів (ГДВ) в атмосферу. ГДВ встановлюють таким чином, щоб викиди шкідливих речовин від даного джерела в даному районі з урахуванням перспективи його розвитку і розсіювання шкідливих речовин в атмосфері не створювали приземні концентрації, що перевищують гранично допустимі концентрації (ГДКм.р.).

Нормативи гранично допустимих викидів встановлюються на підставі розрахунку приземних концентрацій (тобто розрахунку См – максимальної приземної концентрації) і зіставлення результатів розрахунку з гранично допустимими концентраціями. Величина ГДВ визначається у вигляді маси викидів за одиницю часу, в грамах за секунду.

Порядок виконання роботи:

1. Розрахунок гранично допустимих викидів для одиночного джерела з круглим гирлом виконується за формулою (1):

А F m n

де Сф – фонова концентрація, яка характеризує забруднення атмосфери в населеному пункті, яке утворюється іншими джерелами, за виключенням даного. Фонова концентрація відноситься до того ж інтервалу усереднення впливу ( 20 хвилин), що і максимально разова ГДК. В загальному випадку має дотримуватись умова С+Сф ГДКм.р.

Н – висота джерела викиду над рівнем землі, м; А – коефіцієнт, який залежить від температурної стратифікації

атмосфери; для розміщених в Україні джерел висотою менше 200 м у зоні північніше 52° п.ш. – А=160, від 50° до 52° п.ш. – А=180,

південніше 50° п.ш. – А=200;

F – безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі. Значення безрозмірного коефіцієнту F для газоподібних викидів речовин і аерозолів, у яких швидкість впорядкованого осідання близька до нуля, приймається рівним 1, а для пилу і золи при відсутності очистки – 3.

m і n – коефіцієнти, які враховують умови виходу газоповітряної суміші з устя джерела викиду;– безрозмірний коефіцієнт, який враховує вплив рельєфу

місцевості. У випадку рівної або слабкопересічної місцевості =1;

V – секундний об’єм відхідних (димових) газів, приведений до температури на рівні устя труби, м3/с.

Т – різниця між температурою відхідних (димових) газів на рівні устя труби tуст і середньою максимальною температурою зовнішнього повітря найбільш жаркого місяця року в даній місцевості tср.макс.;

2. Для групи речовин, які володіють сумацією шкідливої дії, значення їх концентрацій приводяться умовно до концентрації однієї з них:

де Спрсум – приведена сумарна концентрація; С1 і ГДК1 – концентрація і гранично допустима концентрація речовини, до якої виконується приведення;

С2, ..., Сn і ГДК2, ..., ГДКn – концентрації і гранично допустимі концентрації інших речовин, які входять у групу сумації, яка розглядається.

3. Відповідно для них розраховується сумарний приведений ГДВ за формулою (1) з урахуванням сумарної приведеної фонової концентрації цих речовин (див. формулу 2). Отримане значення сумарного приведеного ГДВ буде включати в себе:

де ГДВ1 – гранично допустимий викид речовини, до якої виконується приведення;

ГДВпр2, ГДВпрn – гранично допустимі викиди інших речовин, які приведені до однієї і тієї ж речовини.

4. Для отримання істинних значень гранично допустимих викидів інших речовин необхідно величину ГДВпрn трансформувати, виконавши операцію, зворотну приведенню:

де ГДВn і ГДКn – гранично допустимий викид і гранично допустима концентрація n-ної речовини з групи сумації;

ГДВпрn – гранично допустимий викид n-ної речовини, приведений до однієї з речовин; ГДК1 – гранично допустима концентрація речовини, до якої виконується приведення.

Вихідні дані

1.Вміст SO2 і NO2 в атмосферному повітрі складає відповідно 0,26 мг/м3 і 0,08 мг/м3. Час впливу 20 хвилин. Чи допустимий такий вміст домішок з точки зору санітарно-гігієнічних вимог?

2.Вміст NO2 і леткої золи в атмосферному повітрі складає відповідно 0,22 мг/м3 і 0,18 мг/м3. Час впливу 20 хвилин. Чи допустимий такий вміст домішок з точки зору санітарно-гігієнічних вимог?

3.Вміст SO2 і леткої золи в атмосферному повітрі складає відповідно 0,45 мг/м3 і 0,31 мг/м3. Час впливу 20 хвилин. Чи допустимий такий вміст домішок з точки зору санітарно-гігієнічних вимог?

4.Вміст фенолу і SO2 в атмосферному повітрі становить відповідно 0,0047 мг/м3 і 0,25 мг/м3? Час впливу 20 хвилин. Чи допустимий такий вміст домішок з точки зору санітарно-гігієнічних вимог?

5.Визначити ГДВ для діоксиду сірки і діоксиду азоту, які плануються викидати без очистки через трубу висотою 50 м з діаметром устя 2 м. Об’єм відхідних газів, приведений до їх температури становить 45 м3/с. Середня максимальна температура зовнішнього повітря найбільш жаркого місяця року в даній місцевості 28оС. Температура відхідних газів 110оС, їх швидкість на виході з устя труби складає 15 м/с. Масові долі забруднюючих речовин відповідно 70 і 30%. Підприємство розташоване в м.Кам’янець-Подільський на рівній слабкопересічній місцевості. Фонова концентрація діоксиду сірки відповідає 0,6ГДКс.д., а діоксиду азоту – ГДКс.д.

Мета:

Теоретична частина

Схеми горизонтальних пилоосаджувальних камер зображені на рис. 1. Перевага осаджувальноїй камери – простота конструкції, низький гідравлічний опір, відсутність зношування, здатність проводити очищення газу за високої запиленості і температури. Матеріалом для виготовлення камер може служити цегла, бетон, сталь, дерево.

Рис. 1. Схеми горизонтальних пилоосаджувальних камер:

а – порожниста; б – з вертикальними перегородками; I – запилений газ; II – очищений газ; III – пил; 1 – корпус, 2 – бункер; 3 – штуцер для видалення пилу; 4 – перегородки; 5 – вертикальні перегородки

Швидкість газу в даних камерах від 1,5 до 2 м/с. Камери придатні для вловлювання часток не менше 50 мкм. Ступінь очищення не перевищує 40-50%. При роботі з хімічно агресивними газами внутрішню поверхню камери обробляють спеціальним покриттям. Використання камер для вловлювання вибухо- і пожежонебезпечного пилу не допускається.

Порядок виконання роботи:

1.Виписуємо вихідні дані у відповідності з варіантом.

2.Виконуємо схематичне креслення горизонтальної пилоосаджувальної камери.

3.Проводимо розрахунок у відповідності з методикою оцінки ефективності очистки в горизонтальній пилоосаджувальній камері. Для цього визначаємо швидкість газового потоку в робочому перерізі камери за формулою:

H B 3600

де v – швидкість потоку в пилоосаджувальній камері, м/с; V – витрати газу, м3/с; Н – висота камери, м; В – ширина камери, м.

4. Розраховуємо швидкість витання частинок wос, виходячи з виразу:

де wос – швидкість витання пилових частинок; v – швидкість потоку в пилоосаджувальній камері, м/с; Н – висота камери, м; L – довжина камери, м.

5. Знаходимо діаметр частинок, які осідають в камері на 50%:

де μ – динамічна в’язкість газу, Па∙с; wос – швидкість витання пилових частинок; g – прискорення вільного падіння, м/с2; ρч – густина частинок пилу, кг/м3; ρг – густина газового потоку, кг/м3

(ρг=0,998 кг/м3).

6. Вибираємо кілька співвідношень wос/v вище і нижче прийнятого значення, і визначаємо відповідні значення dч.

5. Визначаємо середню концентрацію частинок на виході з камери для кожного прийнятого співвідношення wос/v:

а) призначаємо п’ять точок по висоті перерізу h/H=0; 0,25; 0,5; 0,75;

1;

б) розраховуємо параметри функції парціального розподілу f(x) x1 і x2 за формулами:

в) за значеннями x1 і x2 на графіку рис. 2 знаходимо інтеграли вірогідностей f(x1) і f(x2):

Рис. 2. Залежність нормальної функції розподілу f(x) від параметру x

д) усереднюємо значення Ni за перерізом:

k N

Nср i ; (7)

i 1 k

е) визначаємо середній парціальний коефіцієнт осадження частинок розглянутого розміру:

6. Робимо висновки щодо ефективності очистки, в яких також необхідно подати рекомендації щодо конструктивних змін пилоосаджувальної камери для підвищення ефективності очистки.

Вихідні дані