Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экология моя.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.08.2019
Размер:
351.74 Кб
Скачать

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВЫБРОСАХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра.

В зависимости от высоты устья источника выброса вредного вещества над уровнем земли (Н) указанный источник относится к одному из следующих четырех классов:

а) высокие источники, Н 50 м;

б) источники средней высоты, Н = 10 … 50 м;

в) низкие источники, Н = 2 … 10 м;

г) наземные источники, Н 2 м.

При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ (n), обладающих суммацией вредного действия, для каждой группы веществ однонаправленного вредного действия рассчитывается безразмерная суммарная концентрация q, или значения концентраций n вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, приводится условно к значению концентрации (с) одного из них.

Безразмерная концентрация q определяется по формуле

(1)

где с1, с2 … сn (мг/м3) – расчетные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности;

ПДК1, ПДК2 … ПДКn (мг/м3) – соответствующие максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.

Приведенная концентрация (с) рассчитывается по формуле

(2)

где с1 – концентрация вещества, к которому осуществляется приведение; ПДК1 – его ПДК; с2 … сn и ПДК2 … ПДКn – концентрации и ПДК других веществ, входящих в рассматриваемую группу суммации.

1. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника

1.1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества см (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии хм (м) от источника и определяется по формуле

(3)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н (м) – высота источника выброса над уровнем земли;  - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км,  = 1; Т (0С) – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой воздуха Тв; V13/с) – расход газовоздушной смеси.

1.1.1. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

- 250 – для районов Средней Азии южнее 400 с.ш., Бурятской АССР и Читинской области;

- 200 – для Европейской территории РФ; для районов южнее 500 с.ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории; для Казахстана, Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;

- 180 – для Европейской территории и Урала от 50 до 520 с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше территорий и Украины;

- 160 – для Европейской территории РФ и Урала севернее 520 с.ш. (за исключением центра ЕТ РФ), а также Украины;

- 140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Для других территорий значения коэффициента А должны приниматься соответствующими значениям коэффициента А для районов со сходными климатическими условиями.

1.1.2. Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V13/с) при проектировании предприятий определяется расчетом в технологической части проекта или принимается в соответствии с действующими для данного производства нормативами. Расход газовоздушной смеси определяется по формуле

(4)

где D (м) – диаметр устья источника выброса; w0 (м/с) – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

1.1.3. При определении Т (0С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (0С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг (0С) – по действующим для данного производства технологическим нормативам.

      1. Значение безразмерного коэффициента F принимается:

- для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) равной 1;

- для мелкодисперных аэрозолей при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки – 3.

1.1.5. Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, Vм, V’м и fe:

(5)

(6)

(7)

(8)

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам:

при f  100; (9)

при f 100. (10)

Коэффициент n при f  100 определяется в зависимости от Vм по формулам:

n = 1 при Vм 2; (11)

при 0,5 Vм  2; (12)

n = 4,4Vм при Vм  0,5. (13)

При f 100 (или Т  0) и Vм 0,5 (холодные выбросы) коэффициент n вычисляется по формулам (11) – (13) при Vм = V'м, а при расчете максимального значения приземной концентрации вредного вещества см вместо формулы (3) используется формула

(14)

Аналогично при f  100 и Vм  0,5 или f 100 и Vм  0,5 (случаи предельно малых скоростей ветра) расчет максимального значения приземной концентрации вредного вещества см производится по формуле

, (15)

где m' = 2,86m при f  100 и Vм  0,5; (16)

m' = 0,9 при f 100 и Vм  0,5. (17)

1.2. Расстояние хм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения см, определяется по формуле

, (18)

где безразмерный коэффициент d при f  100 находится по формулам:

при Vм 0,5; (19)

при 0,5 Vм 2; (20)

при Vм  2. (21)

При f 100 или Т  0 значение d находится по формулам:

d = 5,7 при V'м 0,5; (22)

d = 11,4V'м при 0,5  V'м 2; (23)

при V'м  2. (24)

1.3. Значение опасной скорости uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ см, в случае f  100 определяется по формулам:

uм = 0,5 при Vм 0,5; (25)

uм = Vм при 0,5  Vм 2; (26)

uм = Vм(1+0,12 ) при Vм  2. (27)

При f 100 или Т  0 значение uм вычисляется по формулам:

uм = 0,5 V'м 0,5; (28)

uм = V'м при 0,5  V'м 2; (29)

uм = 2,2V'м при V'м  2. (30)

1.4. При опасной скорости ветра uм приземная концентрация вредных веществ с (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле:

с = S1см, (31)

где S1 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения и коэффициента F по формулам:

при 1; (32)

при 1  8; (33)

при F 1,5 и  8; (34)

при F  1,5 и  8. (35)

Задание 1

Для котельной, расположенной на ровной открытой местности в Архангельской области, рассчитайте:

- максимальное значение приземной концентрации вредных веществ (диоксида серы, золы, оксидов азота) в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях);

- расстояние от источника выбросов, на котором приземная концентрация достигает максимального значения;

- значение опасной скорости ветра, при которой достигается максимальное значение приземной концентрации вредных веществ;

- рассеивание выбросов вредных веществ (концентрацию на расстоянии 50, 100, 200, 400, 1000, 3000 м).

Исходные данные приведены в таблице 1.

Пример расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях.

Пример: Котельная (ровная открытая местность, Архангельская область), золоочистка отсутствует.

№ п/п

Характеристика, обозначения, расчет

Единица

Значение

1.

Число дымовых труб, N

шт.

1

2.

Высота дымовых труб, Н

м

35

3.

Диаметр устья трубы, D

м

1,4

4.

Скорость выхода газовоздушной смеси, w0

м/с

7

5.

Температура газовоздушной смеси, Тг

0С

26

6.

Температура окружающего воздуха, Тв

0С

25

7.

Выброс диоксида серы,

г/с

12

8.

Выброс золы,

г/с

2,6

9.

Выброс оксидов азота (в перерасчете на диоксид азота),

г/с

0,2

10.

Коэффициенты

А

-

-

160

1

11.

Максимально разовые ПДК

диоксида серы

золы

оксидов азота

мг/м3

мг/м3

мг/м3

0,5

0,5

0,085

12.

Объем газовоздушной смеси (по формуле (4))

м3

10,77

13.

Перегрев газовоздушной смеси, Т

Т = Тг – Тв = 26 - 25

0С

1

14.

Параметр f (по формуле (5))

-

0,06

15.

Параметр Vм (по формуле (6))

м/с

0,44

16.

Параметр Vм (по формуле (7))

-

0,36

17.

Параметр fe (по формуле (8))

-

37,32

18.

Параметр m (по формуле (9))

-

1,03

19.

Параметр n (по формуле (11))

-

1,94

20.

Опасная скорость ветра uм (по формуле (27))

uм = 0,5 при Vм 0,5

м/с

0,5

21.

Параметр d (по формуле (21))

-

4,80

Расчет концентрации двуокиси серы

22.

Максимальная концентрация SO2 (по формуле (3))

мг/м3

1,42

23.

Расстояние (по формуле (18))

м

168

24.

Коэффициент S1 для расстояния х (по формулам (32, 33))

х = 50 м, х/хм = 0,298

х = 100 м, х/хм = 0,595

х = 200 м, х/хм = 1,19

х = 400 м, х/хм = 2,38

х = 1000 м, х/хм = 5,95

х = 3000 м, х/хм = 17,85

-

-

-

-

-

-

0,342

0,811

0,96

0,65

0,2

0,028

25.

Концентрация на расстоянии х (по формуле (31))

х = 50 м, с = 1,42  0,342

х = 100 м, с = 1,42  0,811

х = 200 м, с = 1,42  0,96

х = 400 м, с = 1,42  0,65

х = 1000 м, с = 1,42  0,2

х = 3000 м, с = 1,42  0,028

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

0,486

1,152

1,363

0,923

0,284

0,039

Расчет концентрации окислов азота

26.

Расчет производится аналогично расчету

Концентрация и связаны соотношением

0,0237

27.

Расстояние (по формуле (18))

м

168

28.

Коэффициент S1 для расстояния х (по формулам (32, 33))

х = 50 м, х/хм = 0,298

х = 100 м, х/хм = 0,595

х = 200 м, х/хм = 1,19

х = 400 м, х/хм = 2,38

х = 1000 м, х/хм = 5,95

х = 3000 м, х/хм = 17,85

-

-

-

-

-

-

0,342

0,811

0,96

0,65

0,2

0,028

29.

Концентрация на расстоянии х (по формуле (31))

х = 50 м, с = 0,0237 0,342

х = 100 м, с = 0,0237 0,811

х = 200 м, с = 0,0237 0,96

х = 400 м, с = 0,0237 0,65

х = 1000 м, с = 0,0237 0,2

х = 3000 м, с = 0,0237 0,028

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

0,0081

0,019

0,023

0,015

0,0047

0,00066

Расчет концентрации золы

30.

Золоочистка отсутствует. Коэффициент F (согласно п. 1.1.4)

Максимальная концентрация золы (по формуле (3) или по соотношению)

-

мг/м3

3

0,923

31.

Расстояние (по формуле (18) или по соотношению)

м

84

32.

Коэффициент S1 для расстояния х (по формулам (32, 33))

х = 50 м, х/хм = 0,595

х = 100 м, х/хм = 1,19

х = 200 м, х/хм = 2,381

х = 400 м, х/хм = 4,762

х = 1000 м, х/хм = 11,90

х = 3000 м, х/хм = 35,71

-

-

-

-

-

-

0,815

0,954

0,651

0,286

0,039

0,005

33.

Концентрация на расстоянии х (по формуле (31))

х = 50 м, с = 0,923  0,815

х = 100 м, с = 0,923  0,954

х = 200 м, с = 0,923  0,651

х = 400 м, с = 0,923  0,286

х = 1000 м, с = 0,923  0,039

х = 3000 м, с = 0,923  0,005

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

мг/м3

0,752

0,881

0,601

0,264

0,036

0,005

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.