П. Определение предельно допустимых выбросов вредных веществ

13. Выполним действия по п. 1, 3...7, а также вычислим значение коэффициента m в случае нагретых выбросов (см. п. 8).

14. вычислим значения ПДВ по одной из следующих формул:

для нагретых выбросов , г/с; (11)

для холодных выбросов , г/с, (12)

где ПДК – предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м³.

15. Вычислим максимальные концентрации вредных веществ в выбросе около устья источника:

, г/м³, (13)

16. Определим (если М>ПДВ) необходимую степень очистки:

, %. (1

№ вар.	Вид производства	t, ч/год	Н, м	D, м	w, м/с	Тг, оС	То, оС	Наименование загрязнителя	F	С, г/м3	ПДК, мг/м3	Ai, усл.т/т
1	Сушильная установка малярного участка	4800	8	0,3	2,8	300	26	Ацетон	1	3	0,35	5,55
								Бутилацетат	1	1,5	0,1	4,16
2	Сушильная установка малярного участка	4900	9	0,3	3	330	26	Ацетон	1	3	0,35	5,55
								Ксилол	1	2,1	0,2	2,94
3	Сушильная установка малярного участка	4500	11	0,2	3,3	350	26	Бутилацетат	1	3,7	0,1	4,16
								Ксилол	1	1,8	0,2	2,94
4	Цех механической обработки металлов	2450	13	0,3	5,9	26	25	Масляный аэрозоль	3	0,025	0,05	31
								Пыль	3	0,16	0,15	15,2
5	Цех механической обработки металлов	2500	12	0,4	6,5	22	26	Пыль абразивная	2	0,46	0,15	15,2
								Оксид железа	2	0,025	0,15	15,2
6	Цех механической обработки металлов	2780	10	0,1	7,0	20	26	Масляный аэрозоль	3	0,011	0,05	31
								Оксид железа	2	0,01	0,15	15,2
7	Деревообрабатывающий цех	2450	12	0,4	12	30	26	Древесная пыль	2	5	0,15	19,6
								Толуол	1	2	0,6	1,7
8	Деревообрабатывающий цех	2500	14	0,5	9	50	26	Древесная пыль	2	4	0,15	19,6
								Бензол	1	0,5	0,1	13,1
9	Формовочный цех	4800	11	0,8	10	26	25	Пыль неорганич.	3	0,02	0,05	26,3
10	Формовочный цех	4900	10	0,9	8	35	26	Пыль неорганич.	3	0,015	0,05	26,3
11	Термический участок	4800	25	0,4	11	100	26	Оксиды азота	1	0,35	0,04	41,1
								СО	1	3,5	3	1
12	Термический участок	2450	20	0,5	9	120	26	Оксиды азота	1	0,3	0,04	41,1
								СО	1	3	3	1
13	Термический участок	3540	17	0,3	7	140	26	Оксиды азота	1	0,45	0,04	41,1
								СО	1	4,5	3	1
14	Тепловая электростанция	8760	80	4	6,6	400	26	Оксиды серы	1	0,55	0,05	22
								Зола летучая	1	0,15	0,15	15,2
15	Тепловая электростанция	8760	60	5	8,3	450	26	Оксиды серы	1	0,15	0,05	22
								Оксиды азота	1	0,2	0,04	41,1
16	Тепловая электростанция	8760	70	3	9,4	500	26	Оксиды серы	1	0,34	0,05	22
								Зола летучая	1	0,25	0,15	15,2
17	Сушильная установка малярного участка	2450	10	0,4	2,5	280	26	Бутилацетат	1	1	0,1	4,16
								Ксилол	1	2	0,2	2,94
18	Цех механической обработки металлов	4800	15	0,5	7	26	25	Масляный аэрозоль	3	0,04	0,05	31
								Оксид железа	3	0,04	0,15	15,2
19	Деревообрабатывающий цех	4800	14	0,6	8	70	26	Древесная пыль	3	3	0,15	19,6
								Ацетон	1	4	0,35	5,55
20	Термический участок	4900	15	0,5	12	150	26	Оксиды азота	1	0,45	0,04	41,1
								СО	1	4	3	1
21	Тепловая электростанция	8760	100	5	7	350	26	Оксиды азота	1	0,6	0,04	41,1
								Зола летучая	1	0,2	0,15	15,2
22	Котельная	4380	60	2	7	300	-7	Оксиды азота	1	0,6	0,04	41,1
								Твердые частицы	1	0,02	0,05	41,5
23	Сварочный участок	3480	16	0,4	8,54	34	26	Оксид железа	3	0,03	0,04	15,2
								Оксид марганца	3	0,022	0,01	853
24	Котельная	4380	50	1,8	8	250	-7	Оксиды азота	1	0,6	0,04	41,1
								Твердые частицы	1	0,04	0,05	41,5
25	Сварочный участок	4800	14	0,4	7,5	50	26	Оксид железа	3	0,02	0,04	15,2
								Оксид марганца	3	0,03	0,01	853

Задание к ІІІ разделу

Предприятие имеет один грузовой автомобиль ГАЗ-51, место стоянки которого находится в 100 м. (0,1 км) от выездных ворот. Автомобиль выезжает с территории и въезжает один раз в день.

Определить валовой выброс загрязняющих веществ за (20, 25, 30) дней в летний период времени. (см. по вариантам). Удельное выделение загрязняющих веществ автомобиля с карбюраторным двигателем грузоподъёмностью от 1 до 3 тонн, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

№ п/п	Режим роботы	Вариант	Загрязняющие вещества
			СО	СН	NOX	SO2
1	При прогревании двигателя г/мин	I	7.9	1.45	0.95	0.014
		II	8.1	1.6	0.1	0.016
		III	8.2	1.72	0.16	0.017
2	При пробеге по территории г/мин	I	27,4	4,7	0,49	0,93
		II	27,6	4,9	0,6	0,1
		III	28,0	5,14	0,68	0,13
3	На холостом ходу г/мин	I	7.9	1.45	0.95	0.014
		II	8.1	1.6	0.1	0.016
		III	8.2	1.72	0.16	0.017

Валовое выделение загрязняющих веществ при однократном выезде с территории:

; ;

Валовое выделение загрязняющих веществ одним автомобилем при однократном въезде на территорию:

;

Валовой выброс загрязняющих веществ равен валовому выделению и за весь месяц составляет:

где n число дней отработанных за указанный период (в зависимости от варианта)

I вариант – 20 дней

II вариант – 25 дней

III вариант – 30 дней

1. Определить необходимую степень по содержанию растворённого кислорода которое сбрасывается в водоток, при следующих условиях:

Таблица 2.

№ п/п	Параметр	Варианты
		1	2	3	4	5
1	Расход сточных вод q м3/с	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
2	Расход водотока Q м3/с	34	36	38	40	42
3	Коэффициент смешивания сточных вод γ	0,50	0,505	0,51	0,515	0,52
4	Содержание растворённого кислорода в воде водотока до места сбора ОВ мг/л	6,3	6,4	6,5	6,6	6,7
5	БПКполн в водотоке до места сбора , мг/л	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2

Водный объект, куда проводится сброс сточных предназначен для культурно - бытовых нужд населения, т.е. вода II категории, где допустимая концентрация растворённого в воде кислорода в расчетном створе не должна мене 4 мг/л в любой период года.

Расчетную концентрацию по БПК_полн в очищенных сточных водах из условия сохранения в расчетном створе допустимой концентрации растворённого кислорода необходимо определить по формуле:

где Q – расход воды водотока м³/сут;

γ – коэффициент смешения;

О^В – содержание растворенного кислорода в водотоке до места выпуска сточных вод г/м³

Q – расход сбрасываемых сточных вод м³/сутки;

- полное биохимическое потребление кислорода водой водотока г/м³

- полное биохимическое потребление кислорода сточной водой допустимой к сбросу г/м³

О – минимальное содержание растворённого кислорода водного объекта, принимаемое равным 4 или 6 мг/ м³

0,4 – коэффициент для пересчета БПК_полн в БПК₂

2. Необходимая степень очистки сточных вод может быть определена, если мы знаем, что полное биохимическое потребление кислорода сточной водой, поступает на очистную станцию =380 мг/л

;

Определить необходимую степень очистки сточных вод по БПК_полн для водного объекта, который используется для культурно – бытовых нужд при следующих условиях:

Таблица 3.

№ п\п	Параметры	Варианты
		1	2	3	4	5
1	Расход сточных вод q м3/с	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
2	Расход водотока Q м3/с	18	19	20	21	22
3	Средняя скорость течения водотока Vср м/c	0,6	0,62	0,64	0,65	0,66
4	Средняя глубина водотока Н, м;	1	0,1	1,2	1,3	1,4
5	Расстояние по фарватеру от места выпуска сточных вод до расчетного створа L км;	2,9	3,2	3,5	3,6	3,8
6	Константа скорости потребления кислорода водой водотока КВ	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
7	Константа скорости потребления кислорода сточной водой Кст	0,16	0,16	0,16	0,16	0,16
8	БПКполн воды водотока до места сброса сточных вод LВ мг/л	1,6	1,7	1,8	1,9	2
9	БПКполн неочищенных сточных вод Lа мг/л	360	380	400	420	440

Выпуск сточных вод после очистных сооружений производится через береговой выпуск.

1. Определить условия смешения сточных вод с водой водотока.

где Q – среднемесячный расход воды водотока 95 % обеспеченности, м³/с;

q – максимальный расход сточных вод, подлежащих сбросу в водоток, м³/с;

L – расстояние по фарватеру водотока от места выпуска до расчетного створа, м;

α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения

где коэффициент зависящий от расположения выпуска сточных вод в водоток:

при выпуске у берега = 1;

при выпуске в фарватер = 1,5;

γ – коэффициент извилистости водотока;

D – коэффициент турбулентной диффузии.

Для равнинных рек коэффициент турбулентной диффузии находят по формуле М.В. Павлова:

где - средняя скорость течения, м/с;

- средняя глубина участка, м.

Так как извилистость русла слабо выражена, а выпуск береговой, то:

α = 0,185; γ = 0,31.

Поскольку необходимо учесть продолжительность перемешивания воды от места сброса до расчетного створа, определим:

;

БПК_полн для данного вида водопользования L_ПДК = 6 мг/л. Допустимое значение БПК_полн сточной воды, разрешенной к сбросу определяем:

где – γ – коэффициент смешения;

Q – расход воды водотоке, м³/с;

q – расход сточных вод, м³/с;

К_СТ К_В – компоненты скорости потребления кислорода сточной водой и водой водного объекта;

L_ПДК – значение допустимой концентрации БПК_полн смеси сточных вод и воды водного объекта в расчетном створе, мг/л;

L_В – БПК_полн воды водного объекта до места выпуска сточных вод мг/л;

t – длительность перемешивания воды от места сброса до расчетного створа, сут.

3. Определить необходимую степень очистки сточных вод по БПК_полн

Очистка сточных вод.

Найти разбавление сточных вод для глубинного сосредоточенного выпуска в проточный водоём, если скорость течения в водоеме:

Таблица 4.

№ П/П	Параметры	Варианты
		1	2	3	4	5
1	Скорость течения в водоёме VП м/с	0,017	0,019	0,021	0,023	0,025
2	Средняя глубина в месте сброса, Н м;	20	25	30	35	40
3	Расчетный расход сточных вод Q0	0,29	0,31	0,33	0,35	0,37
4	Скорость истечения сточной воды V0 м/с	2,4	2,45	2,5	2,55	2,56

Водоём относится к водным объектам рыбохозяйственного назначения второй категории, т.е. расчетный створ не более 500 метров от места выпуска.

Так как выпуск сточных вод осуществляется через сосредоточенный выпуск А = 1.

1. Определить диаметр выпускного отверстия, принимая что скорость истечения сточной воды (см. по варианту).

2. Определить параметр Р по формуле:

где V_n – скорость течения в водоёме м/с;

V₀ – скорость истечения сточных вод из выпуска м/с;

3. Определить параметр S по формуле:

где Н – глубина водоёма вместе выпуска, м.

Котельные

Топливо – уголь донецкого месторождения.

В котельной установлено два котла, работающих на донецком угле.

Определить объём дымовых газов, а также максимально разовые выбросы золы и оксидов серы, углерода, азота при следующих показателях:

Таблица 5

№ П/П	Варианты
1	400	500	600
2	130	140	150
3	1,65	1,75	1,8
4	1	1	1
5	4	4	4
6	1	1	1
7	0,8	0,85	0,9
8	0,09	0,1	0,11
9	0	0	0

Технические характеристики котла

1. Расход топлива на один котел В_i г/с;

2. Температура отходящих газов в устье трубы Т_уст ºС;

3. Коэффициент избытка воздух ;

4. Потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива g, %;

5. Потери теплоты от неполноты сгорания топлива механической q_ун%;

6. Потери теплоты от неполноты сгорания топлива химической q %;

7. Доля твёрдых частиц задерживаемых золоуловителем, α_ун;

8. Доля оксидов серы, связанных летучей золой в котле, ;

9. Доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе котла попутно с улавливанием твердых частиц,

Характеристики топлива

Состав угля %

Таблица 6.

А	S	W	C	H	N	O
28.8	4.1	32.8	24.7	3.6	1	5

Низшая теплота сгорания топлива – МДж/кг – 11,48

Коэффициенты характеризующие:

1. Долю потерь теплоты, обусловленную содержанием СО в продуктах сгорания R – 1

2. Влияние состава топлива на выход NOx

3. Конструкцию горелок

4. Вид шлакоудаления

5. Эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи в топку

6. Сжигание выбросов NOx при двухступенчатом сжигании

7. Степень рециркуляции дымовых газов

8. Выход оксидов азота, кг/т условного топлива

1) По уравнению определяем количество воздуха необходимого для горения топлива заданного свойства:

2) По уравнению теоретический объем продуктов сгорания топлива заданного свойства:

3) По уравнению объем дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу двумя котлами:

4) По уравнению максимально разовый выброс золы:

5) По уравнению максимально разовый выброс SO₂

6) Максимально разовый выброс оксида углерода:

7) Максимально разовый выброс оксида азота:

Топливо мазут.

В котельной установлено три котла ДЕ – 16 – 14 – ГМ, работающих на высокосернистом мазуте. Определить максимально разовые выбросы оксидов серы и азота при следующих показателях:

Таблица 7.

№ П/П	Варианты
	1	2	3
1	2,8	3,0	3,2
2	36,7	38,9	43,1
3	0,9	1,1	1,3
4	0	0	0
5	0,018	0,02	0,021
6	0,009	0,01	0,011

Характеристики топлива

1). Содержание серы S %

2). Низшая теплота сгорания топлива – МДж/кг

Техническая характеристика котла

3). Расчетный расход топлива на один котёл т/час

4) Потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива

5) Доля оксидов серы связанных с летучей золой в котле,

6) Доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе котла, попутно с улавливанием твёрдых частиц,

Коэффициенты характеризующие:

1. Влияние состава топлива на выход NOx

2. Конструкцию горелок

3. Вид шлакоудаления

4. Эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи в топку

5. Сжигание выбросов NOx при двухступенчатом сжигании

6. Степень рециркуляции дымовых газов

7. Выход оксидов азота, кг/т условного топлива

1) Максимально разовый выброс SO₂ определяется по уравнению:

2) Максимально разовый выброс NOx оксидов азота определяется по уравнению

Топливо природный газ.

Котельная оборудована котлом, работающим на природном газе. Определить дымовых газов, а также максимально разовые выбросы оксидов углерода азота при следующих показателях:

Технические характеристики котла.

Таблица 8

№П/П	Варианты
1	0,18	0,2	0,22
2	170	180	190
3	1,6	1,7	1,8
4	0,45	0,5	0,53
5	0,45	0,5	0,53

1. Расчетный расход топлива на один котел, В м³/с.

2. Температура отходящих газов, Т_ух ºС

3. Коэффициент избытка воздуха

4. Потери теплоты от неполноты сгорания топлива механической q %;

5. Потери теплоты от неполноты сгорания топлива химической q %;

Коэффициенты характеризующие:

Таблица 9.

№П/П	Варианты
	1	2	3
1	0,4	0,5	0,6
2	0,8	0,9	0,95
3	1	1	1
4	1	1	1
5	1	1	1
6	1	1	1
7	0	0	0
8	2,18	2,35	2,42

1. долю потерь теплоты, обусловленную содержанием СО в продуктах сгорания R

2. Влияние состава топлива на выход NOx

3. Конструкцию горелок

4. Вид шлакоудаления

5. Эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи в топку

6. Сжигание выбросов NOx при двухступенчатом сжигании

7. Степень рециркуляции дымовых газов

8. Выход оксидов азота, кг/т условного топлива

1) Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения топлива заданного состава:

Таблица 10.

Состав газа	%
Азот (N2)	0,9
Этан (C2H6)	3,2
Пропан (С3Н8)	0,4
Пентан (С5Н12)	0,1
Метан (СН4)	94,9
Диоксид углерода (СО2)	0,4
Бутан (С4Н10)	0,1

Низшая теплота сгорания топлива – МДж/кг 27,63;

Влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м³ сухого газа (d_г), г/м³ 10;

Плотность газа (ρ) кг/м³ 0,758;

2) Теоретический объём продуктов сгорания топлива заданного состава:

3) Объем дымовых газов выбрасываемых в атмосферу

4) С учетом того, что в данном случае

г/с

максимально разовый выброс оксида углерода

максимально разовый выброс NOx оксидов азота определяется по уравнению

Технологический расчет полого скруббера

Определить, размеры полого скруббера для охлаждения газов за 1 ч водой при следующих расходах газов:

№ варианта	Начальная температура (t)	Конечная температура (t)	Влажность газов (г/м3)
1	300	110	50
2	370	130	53
3	420	150	56

Газы по своему составу близки к атмосферному воздуху (плотность ~ 1,3 кг/м³) и содержит водяных паров около 50 г/м³. Барометрическое давление равно 745 мм рт.ст. (101,3 кПа). Объемная удельная теплоемкость газов равна (~ 1,26 кДж/м³*град).

Количество тепла, отнимаемого за 1 ч от газов, определяют по формуле:

Q = *V(t1 –t2) =

Определяем среднюю разность температур газов и воды в скруббере.

Величину tм (температуру мокрого термометра) находим по диаграмме

i – x

Учитывая температуру t, газа и начальную влажность г водяных паров на 1 кг сухих газов, находим t_м≈58,5 ºС

Отсюда:

Принимая объемный коэффициент теплопередачи по эмпирическим данным (116,5 вm/(м³град))*(100 ккал/(м³град)), находим объем полого скруббера

Диаметр скруббера D находим из расчета скорости газов на выходе из него не более 1 м/с воизбежание уноса капель неиспарившейся воды.

	I вариант	II вариант	III вариант
Диаметр скруббера D,м	4,2	4,5	4,8

Объем скруббера определяется из выражения

отсюда;

а отношение ,т.е. близко к рекомендуемым величинам.

Список используемой литературы

1. Лазарев Н.В., Гадаскина И.Д. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. - Л.: «Химия»,1977.

2. Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия. - К.: «Вища школа»,1973. – 602 с.

3. Биргер М.И., Русанов А.А. справочник по пыле- и золоулавливанию. – М.: «Энергоатомиздат», 1983. -

4. Прейс Г.А. Технология конструкционных материалов. – К.: «Вища школа», 1984

5. Кнорозов Б.В. Технология металлов. – М.: «Металлургия»,1978.

6. Клименко Л.П. «Техноекологія» посібник, Одеса – Сімферополь «Таврія» 2000 р. 530 с.

7. Збіжна Л.С. «Система технологій» Київ «Вища школа» 1998 р., 425 с.

8. Дуганов Г.В. Охрана окружающей природной среды Симферополь. 1978 г., 325 с.

9. Харьковский Б.Т. Методические указания к изучению курса «Основы промышленной экологии» Луганск ВУНУ им. В.Даля 1990 г., 72 с.

10. Алферова Л.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий М.: Строиздат, 1984 г.

* Стратификация атмосферы - распределение по высоте температуры в атмосфере Земли

5