Расчет выброса вредных веществ в атмосферу и ПДВ
Выхлопные газы предприятия выбрасывают в атмосферу, где температура воздуха равна Тв, через N дымовых труб (N =1), имеющих высоту Н и прямоугольное устье длиной L и шириной В Температура выбрасываемых газов Тг, средняя скорость выхода газовоздушной смеси W. Концентрация С выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, определенная экспериментально, соответствует: С(СО); С(NO2); C(SO2); C(NH3). Фоновые концентрации по всем выбрасываемым веществам равны нулю. А= 200, F = 1 (для всех вариантов) Необходимо:
а) определить фактический массовый выброс М вредных веществ по концентрациям С выбрасываемых веществ;
б) рассчитать ПДВ по всем компонентам и сопоставить с фактическим массовым выбросом М соответствующих вредных веществ;
в) обосновать необходимость установки газоулавливающего и газоочистного оборудования;
г) определить приземные концентрации вредного вещества (CO) на различных расстояниях от источника выбросов в атмосферу. Представить графически изменение концентрации вредных веществ в зависимости от расстояния от источника. Данные вариантов для расчета представлены в табл. 1.
Таблица 1
№ Варианта Концентрация вредных веществ, С, г/м3 Н, м L ·B, м W, м/с
Тг, оС
Та, оС
СО NO2 SO2 NH3
ПДКмр
5 0,085 0,5 0,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3 95 0,085 1,2 0 10 0,6 ∙0,5 12 80 25
Решение
1) Определяем эффективный диаметр устья Dэ по формуле:
Dэ=2LBL+B
Dэ=2 ·0,6 ·0,50,6+0,5=0,55 м.
2)Определяем расход газовоздушной смеси, м3/с:
V1=πD24 W
V1=3,14∙0,552412=2,85 м3/с
2) Определяем параметр f:
f=1000∙W2 ∙DH2∙T
f=1000∙12 2 ∙0,55102∙55=14,4
Если f<100, значит источник горячий.
3)Вычисляем m:
m=10,67+0,1∙f+0,34∙3f
m=10,67+0,1∙14,4+0,34∙314,4=0,54
4)Определяем параметр Vм по формуле:
Vм =0,65 ∙ 3V1∙∆TH
Vм =0,65 ∙ 32,85∙5510=1,6
n=0,532Vм2-2,13Vм+3,13 при 0,5≤ νм<2
n=0,532∙1,62-2,13∙1,6+3,13=1,1
5) Значение См по формуле:
CмГГС=A∙F∙М∙m∙n∙ηH2∙3V1∙∆T
где A-безразмерный коэффициент, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере. Для Белгорода А=200;
М-это количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу (г/сек);
F-безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере. F=1;
m, n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной среды из устья источника выброса;
Н - это высота источника выбросов загрязнений;
V - это объем газовоздушной смеси, исходящий из трубы, за единицу времени,(м3/сек);
∆T - это разность температур выбрасываемого газа в окружающую среду.
Определяем массовый выброс Мi по формуле:
Мi= Ci ∙V1
М1= 95 ∙2,85=270,75 г/сек
М2= 0,085 ∙2,85=0,24 г/сек
М3= 1,2 ∙2,85=3,42 г/сек
Определяем максимальную приземную концентрацию:
CмГГС=A∙F∙М∙m∙n∙ηH2∙3V1∙∆T
Cм1ГГС=200∙1∙270,75∙0,54∙1,1∙1102∙32,85∙55=44,8 г/м3
Cм2ГГС=200∙1∙0,24∙0,54∙1,1∙1102∙32,85∙55=0,05 г/м3
Cм3ГГС=200∙1∙3,42 ∙0,54∙1,1∙1102∙32,85∙55=0,77 г/м3
6)Определяем ПДВ:
ПДВ=(ПДКi-Cфi)∙H2∙3V1∙∆TA∙F∙m∙n∙η
где Cфi=0,1∙ПДКм.р
ПДВ1=5-0,5 ∙102∙32,85∙55200∙1∙0,54∙1,1∙1=20,1 г/м3
ПДВ2=0,085-0,0085 ∙102∙32,85∙55200∙1∙0,54∙1,1∙1=0,34 г/м3
ПДВ3=0,5-0,05 ∙102∙32,85∙55200∙1∙0,54∙1,1∙1=2 г/м3
Из всех полученных концентраций вредных веществ превышает только значение концентрации оксида углерода, в любом случае нужны меры защиты.
Максимальная концентрация Сmax (г/м3 ) отмечается на оси факела выброса по направлению ветра на расстоянии Xm от источника выброса равном:
Xm=5-F4d∙H
d = 4,95Vм(1 + 0.283f)
d = 4,95∙1,6 (1 + 0.28314,4)=13,3 м
Xm=5-14∙13,3 ∙10=133 м.
Cх=S1 ∙ Cm
Зависимость концентрации от расстояния X до источника загрязнения, выраженной в долях ее максимального значения в общем виде может быть представлена в виде:
СХХmax= SХХmax ∙Сmax
SХХmax - безразмерная функция расстояния, выраженного в долях Xmax
Х*=ХХmax
S*=ХХmax
Х* <1 S* =3∙(ХХmax)4-8∙(ХХmax)3+6∙(ХХmax)2
1<Х*<8 S*=1,130,13∙(Х*)2+1
Х* >8 S*=13,58∙(Х*)2-35,2Х*+120 при F<1.5
Таблица 1
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
