• Главная
  • Скачать
  • Контрольная ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА


    Предмет: Экология. Добавлен: 25.01.2019. Год: 2014. Страниц: 10. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30%

    Задание 1
    ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
    Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра 0,5 м/с.
    Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ). Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров данного района.
    Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 (в г/с).
    Расчет
    1. Величина ПДВ (г/с) по каждому из вредных веществ рассчитывается по формуле
    , г/с (1)
    где ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3, Сф -фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3; Н - высота источника выброса, м; W - расход газовоздушной смеси, м3/с, который определяется по формуле:
    , м3/с, (2)
    - скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья трубы, м.
    T - разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Тг и окружающего воздуха Тв, °С:
    Т=Тг – Тв, °С, (3)
    Тв - средняя температура самого жаркого месяца, а для котельных, работающих только для отопления – это средняя температура самого холодного месяца года;
    А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250, для Московской области А=140;
    F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ. Для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов:
    F=2,0 при степени очистки 90%;
    F=2,5 " - " 75-90%;
    F=3,0 " - " ‹75%.
    Для любых загрязняющих веществ в присутствии паров воды F=3,0;
    F=1 - для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0.
    m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов.
    m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов.
    Для круглых источников m и n рассчитываются по формулам:
    , (4)
    где при параметре f‹100 (а это почти всегда в стандартных источниках),
    f=1000· , (5)
    n = 0,532 . V2 – 2,13 . V + 3,13; (6)
    При скорости ветра, изменяющейся в пределах 0,5‹Vветра?2, м/с
    V = 0,65. ; (7)
    - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м =1, при перепаде высот более 50 м ›1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (Н/h0), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (ао/h0).
    2. Максимальная концентрация загрязняющего вещества при фиксированных выбросах из источника (Мх, г/с) рассчитывается по формуле:
    Сmax = , (8)
    При этом замеренная (фиксированная) масса загрязняющего вещества Мx, может быть любая: больше или меньше величины ПДВ.
    Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация вредного вещества, определяется по формуле:
    lmax = , (9)
    d - аэродинамический коэффициент.
    При холодных выбросах, когда ? 0°С, d = 5,7; при горячих выбросах, то есть ›› 5°С, коэффициент d определяется по формуле:
    d=2,48•[1+0,28 . (10)

    3. Построение кривой распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела проводится следующим образом. Находим Сх по формуле:
    Сх=Сmax•S0-lx (11)
    где Сx - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м3;
    S0-lx - коэффициент пересчета от максимальной концентрации Сmax к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии lx от источника выброса.
    Коэффициент S0-lx определяется:

    при ‹1: S0-lx=3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2, (12)
    при 1 ‹ ?8: S0-lx= . (13)
    Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса.
    4. Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется по Санитарным нормам (СН-245-71) в соответствии с классом предприятия. Корректировка размера СЗЗ с учетом розы ветров, преобладающих в данном районе, выполняется по формуле:
    l=L0• , (14)
    где l - длина румба по СЗЗ;
    L0 - размер СЗЗ по СН-245-71;
    Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %,
    Р0 - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р0=12,5%.
    Таблица 1.
    Исходные данные
    Перечень данных
    Последняя цифра шифра
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
    Высота трубы, Н, м 35 35 35 40 40 40 40 45 45 45
    Диаметр устья трубы, D м 1,5 1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1
    Скорость выхода газовоздушной смеси , м/с
    8 8 8 7 7 7 6 6 6 5
    Температура газовоздушной сме-си Тг, °С 120 120 110 110 100 00 95 95 90 90
    Предпоследняя цифра шифра
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
    Температура окружающего воз-духа Тв,, °С 25 25 25 25 25 20 20 20 20 20
    Загрязняющее вещество * Зола СО NO2
    SO2
    V2O5 Зола СО NO2 SO V2O5
    Фоновые концентрации Сф, г/м3 0,01 2,0 0,03 0 02 0,0005 0,01 2,0 0,0 0,02 0,0 05
    Перечень данных
    Предпоследняя цифра шифра
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
    Эффективность очистки Э,% 90 90 80 80 75 7 60 60 60 60
    Повторяемость ветров, %
    С 17 10 9 12 12 5 12 15 8 16
    СВ 17 15 10 10 12 10 12 16 10 12
    В 16 17 11 12 12 8 12 15 12 10
    ЮВ 12 17 14 12 12 10 12 12 15 9
    Ю 10 14 16 11 12 16 1 10 16 7
    ЮЗ 7 12 16 14 12 17 2 8 15 11
    З 9 7 15 15 16 17 16 11 13 18
    СЗ 12 8 9 14 12 17 1 13 11 17
    NO2 - диоксид азота V2O5 оксид ванадия
    SO2 - сернистый газ СО – монооксид углерода (сернистый газ)
    • Значения ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 1.
    Таблица 2
    Предельно-допустимые концентрации загрязняющих
    веществ в атмосферном воздухе населенных мест [8]
    Вещества
    ПДК, мг/м3
    Класс
    опасности

    максимальная
    разовая
    среднесуточная
    NO2 - aзота двуокись
    (диоксид азота)
    0,085
    0,04
    2

    NH3 - aммиак
    0,2
    0,04
    1

    SO2 - aнгидрид сернистый (сернистый газ)
    0,5
    0,05
    3

    Ацетон
    0.35
    0.35
    4

    Бенз(а)пирен
    -
    0,0001 или
    0,1 мкг/100 м3
    1

    Бензол
    1,5
    0,1
    2

    V2O5 - ванадия пятиокись
    (оксид ванадия)
    -
    0,002
    1

    Водород хлористый
    0,2
    0,2
    2

    Дихлорэтан
    3
    1
    2

    Кислота азотная
    0,4
    0,15
    2

    Кислота серная
    0,3
    0,1
    2

    Марганец и его соединения
    0,1
    0,001
    2

    Сапса (зола)
    0,15 (0,5)
    0,05
    3

    Свинец и его соединения
    -
    0,0003
    1

    Сероводород
    0.008
    -
    2

    Хлор
    0,1
    0.03
    2

    Хром шестивалентный
    0,002
    0,002
    1

    СО - окись углерода
    (монооксид углерода)
    5
    3
    4


    Список использованной литературы:
    1. Антипова Т.Н., Ларионова А.М., Коновалова В.А. и др. (всего 6 авт.). Экология. Учебно-методическое пособие к изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов II-III курсов инженерно-технически специальностей. М., МИКХиС, 2008 г., 88 с.
    2. Охрана окружающей среды. //Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1991.
    3. Экология. Охрана природы, экологическая безопасность: Учебное по-собие. //Под обшей ред. проф. А.Т. Никитина и проф. С.А. Степанова. - М: Новь, 2000.
    4. Санитарные правила по охране атмосферного воздуха населенных мест (СанПиН № 4946-89). - Утв. Минздравом СССР, 1989.
    5. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.
    Пример выполнения задания 1
    ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
    Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра 0,5 м/с.
    Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ).
    Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров данного района.
    Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 (в г/с).
    ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
    Имеется котельная с одиночным источником выбросов, которая работает на мазуте и производит вредные выбросы, представленные окислами углерода СО (оксидами азота N02, серы SO2, ванадия V205 и золой). Котельная имеет одну дымовую трубу с диаметром ее устья D=1,4 м и высотой Н=35 м. Скорость выхода газовоздушной смеси составляет =7 м/с, ее температура Tг=+125°С. Средняя температура самого жаркого месяца года равна Тв=+25°С.
    Фоновые концентрации Сф вредных веществ по данным санитарно-эпидемиоло ической службы составляют: СО=2 мг/м3 (N02=0,03 мг/м3; SO2=0,2 мг/м3; V2O5=0,005 мг/м3 и золы - 0,1 мг/м3). Предельно-допустимые концентрации (ПДК - разовые) вредных веществ приведены в табл.2. ПДК=5,0 мг/м3.
    Котельная расположена в Московской области, местность ровная, с перепадом высот менее 25 м. Степень очистки пылегазоочистного оборудования - 80%. В районе расположения котельной среднегодовая повторяемость направления ветров (при восьмирумбовой розе ветров) составляет С - 17%, СВ- 17%, В - 16%, ЮВ - 12%, Ю - 10%, ЮЗ - 7%, 3-9%, СЗ - 12%.
    РАСЧЕТ
    Определение величины ПДВ (г/с) для окиси углерода СО, которая рассчитывается (по каждому из вредных веществ) по формуле:
    , г/с, (1)
    где: Спдк - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3,
    Сф -фоновая концентрация вредного вещества, мг/м3;
    Н - высота источника выброса, м;
    W - расход газовоздушной смеси, м3/с, который определяется по формуле:
    = , м3/с, (2)
    - скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья трубы, м.
    T - разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Тг и окружающего воздуха Тв, °С:
    Т=Тг – Тв=125–25=100 °С (3)
    Тв - средняя температура самого жаркого месяца, а для котельных, работающих только для отопления, Тв - средняя температура самого холодного месяца года
    А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250.
    А=140 - для Московской области.
    F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ. Для легких газов, у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов:
    F=2,0 при степени очистки 90%;
    F=2,5 " - " 75-90%;
    F=3,0 " - " ‹75%.
    Для любых загрязняющих веществ в присутствии паров воды F=3,0.
    F=1, т.к. СО - легкий газ, у которого скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0.
    m и n - безразмерные коэффициенты, определяемые условиями выхода газовоздушной смеси и зависящие от соотношения высоты источника выброса, его диаметра, скорости и температуры отходящих газов.
    Для круглых источников m и n рассчитываются по формулам:
    = ; (4)
    где при параметре f‹100 (а это почти всегда в стандартных источниках),
    f=1000· = , (5)
    n = 0,532 . V2 – 2,13 . V + 3,13=
    0,532.2,042–2,13.2,0 +3,13=0,532.4,16-2,1 .2,04+3,13= ,21-4,34=3,13=1,0. (6)
    При скорости ветра, изменяющейся в пределах 0,5‹Vветра?2, м/с
    V = 0,65. = 0,65. 0,65.3,14=2,04 (7)
    - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м =1, при перепаде высот более 50 м ›1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (Н/h0), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (а/h).
    , т.к. местность ровная, с перепадом высот менее 50 м;
    Тогда величина ПДВ по СО рассчитается по формуле:
    =
    = , г/с.
    2. Определение максимальной концентрации (Мх) СО.
    Примем, что замеренное количество выбрасываемой окиси углерода Мх составило 60% от величины ПДВ, т.е. Мх=0,6. 227,9.136,7 г/с.
    Сmax = = , мг/м3.
    Проверим, соблюдается ли основное законодательное требование по охране воздуха: Сх ? ПДК:
    Сmax + Сф= 1,85 +2,0=3,85 мг/м3 ‹ ПДК (5 мг/м3).
    Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация окиси углерода, равна:
    lmax= , м
    где d - аэродинамический коэффициент.
    При холодных выбросах, когда ~ 0°С, d = 5,7; при горячих выбросах, то есть ›› 5°С, коэффициент d определяется по формуле:
    d=2,48•[1+0,28 =
    2,48 • [1+0,28 ]=2,48 . [1+0,28 . 9,23.(1,3 ]=
    2,48 . [1+2,58.(1,3 ]=2,48 [1+2,58 . 0,36]=2,48 . 1,92=4,72;
    Тогда lmax= ? 165 м.
    3. Построение кривой распределения концентрации СО по оси факела. Для упрощения расчетов величину lx принимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от lmax. Таким образом, определим концентрацию окиси углерода на расстоянии 55, 110, 220 и 275 м от источника загрязнения (котельной) (рис. 1).
    Находим Сх по формуле:
    Сх=Сmax•S0-lx
    где Сx - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м3;
    S0-lx - коэффициент пересчета от максимальной концентрации Сmax к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии lx от источника выброса.
    Коэффициент S0-lx определяется:

    при ‹1: S0-lx=3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2, (12)
    при 1 ‹ ?8: S0-lx= . (13)
    Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса.
    Коэффициент S0-lx определяется:
    при ‹1: S0-55 = 3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2 = 3( )4 - 8( )3 – 6 ( )2 = 0,41;
    С1 = 1,85 • 0,41 = 0,76 мг/м3;
    S0-110 = 3.( )4 – 8.( )3 + 6.( )2 = 3( )4 - 8( )3 – 6 ( )2 = 0,89;
    С2 = 1,85 • 0,89 = 1,65 мг/м3;
    при 1 ‹ ? 8 S0-220= =
    С3 = 1,85 . .0,96.=1,78 мг/м3;
    S0-275= =
    С4 = 1,85 . 0,83 .= 1,54 мг/м3.

    Рис. 1. Кривая распределения концентраций загрязнения СО по оси факела
    3. Определение размеров СЗЗ и ее корректировка с учетом розы ветров.
    Для котельной, относящейся по СН-245-71 к V классу предприятий, нормативный размер СЗЗ равен 50 м от центра дымовой трубы. В том случае, когда расчет показывает, что Сmax+Сф ПДК, за размер СЗЗ принимается расстояние от источника выброса до дальней границы зоны максимального задымления, где величина загрязнения равняется 0,8 от Сmax.
    В данном случае Сmax + Сф ‹ ПДК
    l=L• , (14)
    где l - длина румба по СЗЗ;
    L - размер СЗЗ по СН-245-71;
    Р - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %,
    Р0 - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р0=12,5%.
    Размеры СЗЗ по различным румбам составляют:
    С › l = 50 . СВ › l = 50 .
    В › l = 50 . ЮВ › l = 50 .
    Ю › l = 50 . ЮЗ › l = 50 .
    З › l = 50 . СЗ › l = 50 .
    Если расчетная величина расстояния (L) СЗЗ оказалась менее 50 м, то L принимается равной минимальному значению по СЗЗ, т.е. 50 м (рис. 2)

    Рис. 2. Размеры СЗЗ с учетом розы ветров района расположения котельной
    Выводы:
    1. ПДВ загрязняющих веществ (СО) одиночного источника (котельной) составляет 227,9 г/с.
    2. Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ равна 1,85 мг/м3, на расстоянии 165 м..
    3. Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с розой ветров изменяются от 50 м на юго-западе до 68 м на северо-востоке.


    Перейти к полному тексту работы