3. Контрольные задания по дисциплине

При работе над контрольными работами необходимо руководствоваться следующими общими указаниями. При рассмотрении тем, касающихся источников загрязнения атмосферного воздуха, сточных вод и отходов, ответы на вопросы следует проиллюстрировать данными по Республике Беларусь, которые содержатся в ежегодниках «Состояние природной среды Беларуси» (экологический бюллетень), издаваемых Национальной академией наук Беларуси и Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь [21].

При описании методов очистки и обезвреживания, очистных аппаратов и устройств необходимо последовательно изложить процесс (явление), лежащий в основе рассматриваемого метода или работы аппарата (устройства); назначение и область применения; описать принцип действия и конструкцию аппарата (обязательно со схемой); отметить основные параметры, влияющие на эффективность очистки; обратить внимание на недостатки, проблемы эксплуатации и направления совершенствования устройств данного типа. Нет необходимости увлекаться излишней детализацией в описании конструкции аппарата в ущерб рассмотрению уже упомянутых общих вопросов. По согласованию с преподавателем, некоторые вопросы могут быть дополнены примерами, иллюстрирующими опыт решения проблем очистки, и обезвреживания выбросов и сточных вод, использования отходов на предприятии, где работает студент.

При решении задач вначале приводится условие задачи с исходными данными по соответствующему варианту. Решение задачи излагается так, чтобы четко прослеживался алгоритм решения. Дается ссылка на источник, из которого заимствована методика (алгоритм) расчета. Все расчетные формулы записываются вначале в общем виде, а затем с численными значениями величин и ответом с указанием единиц измерения. Величины параметров, которые по условию задачи должны быть выбраны студентом, приводятся со ссылкой на источник, по которому этот выбор производился. При необходимости решение задачи иллюстрируется графиками, схемами, диаграммами. В конце решения записывается ответ.

Учебным планом предусматривается выполнение двух контрольных работ.

Контрольная работа считается выполненной, если студентом даны правильные и полные ответы на все вопросы и правильно решены четыре задачи по своему варианту. Исходные данные к решению задач выбираются по последней цифре номера зачетной книжки или в соответствии с указаниями, приведенными в условии задачи.

3.1. Контрольная работа №1

3.1.1. Методические рекомендации к выполнению контрольной работы

Контрольная работа №1 посвящена изучению I раздела программы дисциплины. Вне зависимости от того, входят или не входят в выполняемый вариант вопросы нормирования выбросов в атмосферу, на их изучение следует обратить особое внимание. Контрольная работа включает ответы на 4 вопроса и решение 4 задач.

При решении задач контрольной работы №1 можно руководствоваться методиками расчета и указаниями, содержащимися в источниках [4, 6, 7, 9, 18, 38]. При этом не возбраняется использовать и другие методики, позволяющие определить заданные по условию показатели или параметры.

Перед решением задачи №1 необходимо по [1, 18] изучить методику расчета степени очистки для аппаратов очистки газов. С методикой расчета циклонов (задача №2) можно, помимо [4], ознакомиться по [38].

При решении задачи №3 руководствоваться указаниями, приведенными в [4, 19, 38]. Для определения общей степени очистки выбранного аппарата рассчитывают значение диаметра частиц, улавливаемых с эффективностью 50% по формуле:

(1)

где d₅₀ – диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50% (диаметр отсекания), мкм; ∆P – гидравлическое сопротивление аппарата, Па.

Затем рассчитывают значение вспомогательного параметра Х по формуле:

(2)

где Х – вспомогательный параметр; d_m – значение медианного диаметра частиц, мкм; _ч – стандартное среднеквадратичное отклонение функции распределения частиц по размеру; _η – стандартное среднеквадратичное отклонение функции распределения фракционных степеней очистки.

По найденному значению Х с помощью таблицы численных значений интеграла вероятности определяют значение функции Ф(Х), которое равно степени очистки.

При решении задачи №4 объемный расход газов после дожигания определить как сумму объемных расходов газа, подаваемого на обезвреживание, топлива (природного газа) и воздуха. Расход воздуха на дожигание определить, используя информацию о потребном для горения загрязняющих веществ количестве воздуха (рекомендации по определению расхода воздуха на дожигание смотри в [8, т. 2, с. 502–503]) либо по уравнениям соответствующих реакций, приняв коэффициент избытка воздуха равным 2. Учесть расширение газов при повышении их температуры.

При решении задачи №5 можно руководствоваться [38]. Для определения объемного расхода газа, подаваемого на фильтр, необходимо учесть подсос воздуха в фильтр. Площадь ткани в регенерируемой секции определять для тех типов фильтров, секции которых отключаются на регенерацию.

Период работы фильтра между регенерациями рекомендуется определять по пылеемкости фильтровальной ткани, используя формулу:

t = П / [Q(С_вх – С_вых )] , (3)

где t – период работы фильтра между регенерациями, мин; П – пылеемкость ткани, г/м²; Q – значение удельной газовой нагрузки, м³/(м²·мин); С_вх, С_вых – концентрации пыли на входе и выходе из фильтра, г/м³.

При выборе типоразмеров рукавных фильтров (число секций и их площадь) можно руководствоваться данными справочников [4, 6].

При решении задачи №6 время десорбции рекомендуется определять по формуле:

τ = _н · ln(Х_д / Х_ост) / (–9,58 + 12,47 · w_п – 0,564 · w_п²) , (4)

где τ – продолжительность десорбции, мин; _н – насыпная плотность адсорбента, кг/м³; Х_д – динамическая емкость адсорбента, г/г; Х_ост – остаточное содержание уловленного вещества в адсорбенте (остаточная емкость адсорбента), г/г; w_п – скорость пара при десорбции, м/мин.

При решении задачи №7 Для расчета значения d₅₀ скоростного волокнистого фильтра при скорости фильтрации более 1 м/с можно использовать зависимость:

(5)

где ∆P_П – гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки, Па.

При определении общей степени очистки волокнистого фильтра следует руководствоваться указаниями к решению задачи №3.