Расчет рассеивания выбросов проводится по ОНД-86

Максимальная приземная концентрация определяется по формуле:

(3)

A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (значение коэффициента А принимается равным 140 для Центрального района РФ).

М – мощность выброса, масса загрязняющего вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с.

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосфере (для газообразных веществ равен 1, для твердых- 1).

h – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для равнинной – 1, для пересеченной – 2).

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м.

DT – разность между температурой, выбрасываемой газовоздушной смесью и температурой окружающего наружного воздуха.

V₁ – расход газовоздушной смеси, выходящей из источника выброса, м³/с.

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выброса.

Предприятия, выбрасывающие в окружающую среду вредные вещества, должны быть отделены от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Расстояние от предприятия до жилой застройки (размеры санитарно-защитной зоны) устанавливаются в зависимости от количества и вида выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ, мощности предприятия, особенностей технологического процесса. С 1981г. расчет санитарно-защитной зоны регламентируется государственным стандартам. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов». По нему все предприятия разделены на 5 классов по степени их опасности. И в зависимости от класса устанавливается нормативная величина СЗЗ.

Предприятие (класс) Размеры санитарно-защитной зоны

I класс 1000 м

II класс 500 м

III класс 300 м

IV класс 100 м

V класс 50

Одна из функций санитарно-защитной зоны – биологическая очистка атмосферного воздуха средствами озеленения. Древесно-кустарниковые насаждения газопоглотительного назначения (фитофильтры) способны поглощать газообразные загрязняющие вещества. Например, установлено, что луговая и древесная растительность может связывать 16-90% сернистого газа.

Задача №1: Котельная промышленного предприятия оборудована котлоагрегатом, работающем на жидком топливе. Продукты сгорания: оксид углерода, окислы азота (окись азота и двуокись азота), сернистый ангидрид, мазутная зола, пятиокись ванадия, бензапирен, причем сернистый ангидрид и двуокись азота обладают однонаправленным действием на организм человека и образуют группу суммации.

В задаче требуется:

1) найти максимальную приземную концентрацию сернистого ангидрида и двуокиси азота;

2) расстояние от трубы до места появления С_М;

3) рассчитать ПДВ сернистого ангидрида.

Исходные данные:

1. Производительность котельной – Q_об=3000 МДж/ч;

2. Топливо – сернистый мазут;

3. КПД котельной установки – h_к.у.=0.8;

4. Высота дымовой трубы H=40 м;

5. Диаметр дымовой трубы Д=0.4м;

6. Температура выброса Т_г=200°С;

7. Температура наружного воздуха Т_в=20°С;

8. Кол-во уходящих газов от 1 кг сжигаемого мазута V_г=22.4 м³/кг;

9. Содержание SO₂ в 1 м³ уходящих газов – a=3 г/м³;

10. Содержание NO₂ в 1 м³ уходящих газов – а = 0,8 г/м³;

11. Предельно-допустимая концентрация SO₂ в атмосферном воздухе –

С_{пдк а.в.}=0.05 мг/м³;

12. Предельно-допустимая концентрация NO₂ в атмосферном воздухе –

С_{пдк а.в.}=0.04 мг/м³;

13. Фоновая концентрация SO₂ – C_ф=0.004 мг/м³;

14. Теплота сгорания топлива Q_н=40.2 МДж/кг;

15. Место расположения котельной – Московская область;

16. Рельеф местности – спокойный (с перепадом высот 50м на 1км).

Решение.

1) Расчет максимальной приземной концентрации выполняется согласно нормативному документу ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе ЗВ, содержащихся в выбросах предприятий».

С_М= ,

DT =Т_Г – Т_В = 200 – 20 = 180^оС.

Для определения расхода газовоздушной смеси найдем часовой расход топлива:

В_ч=

V₁ =

m – безразмерный коэффициент, зависящий от условий выброса: скорости выхода газовоздушной смеси, высоты и диаметра источника выброса и разности температур.

Определяется по характеристической величине

f =

скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы определяется по формуле:

w_о =

f= 1000

n – безразмерный коэффициент, зависящий от условий выброса: объёма газовоздушной смеси, высоты источника выброса и разности температур.

Определяется по характеристической величине

V_М = 0,65

n = 0,532V_м² – 2,13V_м + 3,13 = 1,656

М = V₁ × а, г/с,

М_SO₂ = 0,579 × 3 =1,737 г/с,

М_NO₂ =0,8 × 0,579 = 0,46 г/с.

Максимальная приземная концентрация:

сернистого ангидрида –

С_М =

двуокиси азота -

С_м _{= .}

2) Находим расстояние от трубы до места появления С_М по формуле:

Х_М =

где d – безразмерный коэффициент, зависящий от условий выброса: скорости выхода газовоздушной смеси, высоты и диаметра источника выброса, разности температур и объёма газовоздушной смеси.

d = 4,95V_м (1 + 0,28Öf), при 0,5< V_М < 2,

d = 7 V_М (1 + 0,28Öf), при V_М > 2.

У нас V_М = 0,89 Þ d = 4,95 ×0,89(1 + 0,28Ö0,029) = 4,7

Х_М =

3) Т.к. приземная концентрация сернистого ангидрида превышает ПДК сернистого ангидрида в атмосферном воздухе, то величину ПДВ сернистого ангидрида для рассматриваемого источника определяем, учитывая необходимость выполнения уравнения суммации

Подставив наши значения, получаем:

что больше 1. Для выполнения условий уравнения суммации необходимо уменьшить массу выброса сернистого ангидрида, сохранив выброс двуокиси азота на прежнем уровне. Рассчитаем приземную концентрацию сернистого ангидрида при котором котельная не будет загрязнять окружающую среду.

=1- = 0,55

С_SO2 = 0,55 × 0,05 = 0,0275 мг/м³

М_ПДВ =

Эффективность метода очистки, обеспечивающую снижение массы выброса сернистого ангидрида от первоначального значения М = 1,737 г/с до 0,71 г/с определяем по формуле:

где С_ВХ – концентрация загрязняющего вещества на входе в газоочистную

установку, мг/м³,

С_ВЫХ – концентрация загрязняющего вещества на выходе из газо-

очистной установки, мг/м³.

Т.к. , а , то

тогда формула приобретет вид:

Следовательно, при выборе метода очистки необходимо, чтобы его эффективность была не ниже 59%.