Антропогенного происхождения

Министерство образования и науки российской федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Оренбургский государственный институт менеджмента»

ЭКОЛОГИЯ

Рабочая тетрадь учебной дисциплины

Студента (ки) группы _______________

________________________________________________________________

Оренбург

2012

Расчет рассеивания в атмосфере примесей

антропогенного происхождения

Цель работы: научиться рассчитывать параметры рассеивания антропогенных примесей в атмосфере, чтобы на их основе устанавливать предельно-допустимые выбросы для каждого источника загрязнения и размеры санитарно-защитной зоны предприятий.

Требуется рассчитать:

а) максимальные приземные концентрации С_м для SО₂, NО₂ , CO и сажи;

б) расстояние Х_м по оси факела, на которой они достигаются;

в) полученные значения (С_м + С_ф) сравнить с величиной ПДК_м.р. В случае превышения ПДК_м.р необходимо рассчитать расстояние X, на котором (С_м + С_ф) будет равно ПДК или количество аппаратов для очистки отходящих газов (циклонов);

г) составить чертеж санитарно-защитной зоны для данного предприятия на миллиметровой бумаге.

Исходные данные для котельной:

Место расположения – ________________.

Высота трубы: H = _______ м.

Диаметр устья источника: D = _______ м.

Температура отходящих газов: T_г = _______ ⁰С.

Объем отходящих газов: V₁ = _______ м³/с.

Температура окружающего воздуха: T_в = _______ ⁰С.

Коэффициент стратификации: А = _______.

Таблица 1.1 – Концентрации вредных веществ, измеренные в трубах, С, мг/м³ (в отходящих газах)

С(SO2)	С(NO2)	С(CO)	С(C)

Таблица 1.2 – Фоновые концентрации вредных веществ, С_ф, мг/м³

Cф(SO2)	Cф(NO2)	Cф(CO)	Cф(C)

Таблица 1.3 – Среднегодовая повторяемость ветра в г. ____________________, P, %

С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ

Таблица 1.4 – Предельно-допустимые концентрации максимальные разовые для данных вредных веществ, мг/м³

ПДКм.р(SO2)	ПДКм.р(NO2)	ПДКм.р(CO)	ПДКм.р(C)
0,5	0,085	3,0	0,15

Выполнение:

Расчет массы выброса в атмосферу M:

M(SO₂) = C(SO₂) · V₁ · 10^-3 = _____________________________________ г/с

M(NO₂) = C(NO₂) · V₁ · 10^-3 = ____________________________________ г/с

M(CO) = C(CO) · V₁ · 10^-3 = ______________________________________ г/с

M(С) = C(C) · V₁ · 10^-3 = _________________________________________ г/с

Расчет разности температур ΔT:

ΔT =Т_г – Т_в = ____________________________________________ ⁰С

Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси W₀:

= м/с

Расчет параметра f:

м/с²·⁰C

Расчет безразмерного параметра m:

=

Расчет безразмерного параметра v_м:

=

Расчет безразмерного параметра n:

при ν_m £0,3, n = 3;

при 0,3 £ ν_m £2, (1.8)

при ν_m > 2, n = 1.

Следовательно, n = _____.

Расчет максимальной приземной концентрации вредных веществ С:

, мг/м³

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в регионе и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе в данной местности;

= 1 – для случая ровной или слабо пересеченной местности с перепадом, не превышающим 50 м/км.

F_сажа = 3, F_газ = 1 – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

мг/м³

мг/м³

мг/м³

мг/м³

Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из трубы котельной,

эффектом суммации действия обладают диоксид азота (вещество II класса опасности) и диоксид серы (вещество III класса опасности). Определяем приведенную к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относится к наибольшему (второму) классу опасности:

мг/м³

мг/м³

Проверяем условие

Расчет ПДВ:

ПДВ(СО) = М(СО) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год

ПДВ(NO₂) = М(NO₂) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год

ПДВ(SО₂) = М(SО₂) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год

где 31,7 – коэффициент для перевода из г/с в т/год или 3600 секунд 24 часа 365 дней : 10⁶ = 31,7.

Если есть превышение ПДК_м.р. по расчету , то рассчитываем количество циклонов составит:

Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равна согласно каталогу 80 % (или 0,8), тогда:

ПДВ(С) = М(С) – (М(С) Э)

ПДВ(С) = ______ – ( ______ 0,8) = ______ г/с ·31,7 = ______ т/год

Если превышения ПДК_м.р. по расчету нет, тогда циклоны для очистки от сажи устанавливать не нужно и годовые выбросы составят:

ПДВ(С) = М(С) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год

Расчет безопасного расстояния до жилой застройки:

Расчет расстояния по оси факела выброса от источника выброса X_м, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации С_м производится по формуле:

, м

Величину вспомогательного параметра dопределяем по формуле:

= ____________________________________

м (для газов).

Для сажи F = 3, тогда X_м равно:

= м (для сажи).

Величины приземных концентраций вредных веществ, С в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (метров) определяются по формуле:

=

Если , то соотношение Х / Х_м = 1,0, если , то по таблице 1.5 находим соотношение Х / Х_м, отсюда X = ____ · Х_м.

Таблица 1.5 – Соотношение Х / Х_м

S1	0,388	0,498	0,541	0,566	0,607	0,870	0,959	0,971
Х / Хм	3,83	3,12	2,89	2,77	2,58	1,52	1,17	1,12

Х_м нам известно, тогда:

X = ___________________________________________ м (для газов)

X = ___________________________________________ м (для сажи)

Построение границ санитарно-защитной зоны для газов:

Итак, для газов NO₂ и SО₂, безопасное расстояние Х = _________ м (без учета направления ветра), а для сажи Х = ___________ м.Используя исходные данные о розе ветров, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:

, м

где L_i – безопасное расстояние до жилой застройки по i-ому румбу;

Р – среднегодовая повторяемость ветров по рассматриваемому румбу по i-ому румбу, %;

Р_о – повторяемость направлений ветров одного румба (при используемой в данном расчете восьми румбовой розе ветров Р_о=12,5 % (100 % : 8 румбов)).

Границы санитарно-защитной зоны для газов по восьми румбам с учетом розы ветров:

L_С = м;

L_СВ = м;

L_В = м;

L_ЮВ = м;

L_Ю = м;

L_ЮЗ = м;

L₃ = м;

L_СЗ = м.

Задаем масштаб в 1 мм : 10000 мм на миллиметровой бумаге и строим окружность, где радиус равен Х (____________ м), а центром является место расположения источника выброса.

Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние L_i, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д.

В тех случаях, когда расстояние L_i < Х_м влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние_____ м равное Х_м для гарантии безопасности.

Построение границ санитарно-защитной зоны для сажи:

Границы санитарно-защитной зоны для сажи по восьми румбам с учетом розы ветров:

L_C = м;

L_СВ = м;

L_В = м;

L_ЮВ = м;

L_Ю = м;

L_ЮЗ = м;

L₃ = м;

L_СЗ = м.

Аналогичным образом строим окружность радиусом _________ м (санитарно-защитная зона для сажи) и ранжируем согласно розе ветров на миллиметровой бумаге.