Теоретическая часть
Распространение в атмосфере промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий и источников выбросов, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника, диаметр устья выброса. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное– распределением температур в вертикальном направлении.
По мере удаления от трубы высотой более 50 м в направлении распространения выбросов условно выделяют следующие зоны загрязнения атмосферы: неорганизованное загрязнение; переброс факела выброса, характеризующийся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; задымление с максимальным содержанием загрязняющих
веществ; постепенное снижение уровня загрязнения.
Зона задымления является наиболее опасной для населения, проживающего вблизи источника выброса.
Расчетная часть
Цель работы:определение рассеивания концентраций вредных веществ, содержащихся в выбросах стационарных источников
Задание: рассчитать содержание вредных веществ при удалении от источников выбросов (табл. 1.2) и построить график зависимости изменения содержания в зависимости от расстояния.
1. Определяют по формуле (1.46) расстояние Хм (м) от источника, на котором при неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См, (мг/м3):
Хм = (5 - F)dH / 4, (1.45)
где F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; d – безразмерный коэффициент; Н – высота источника выброса над уровнем земли, м.
2. Значение безразмерного коэффициента F принимают:
а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) -– 1;
б) для крупнодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п.) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % – 2; от 75 до 90 % – 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки – 3.
При выборе коэффициента F для крупнодисперсных аэрозолей коэффициент очистки выбросов определяет студент.
4. Значения параметров f; Vм; Vм¢ и fе определяют по формулам:
f = 1000w02D / H2Dt; (1.46)
Vм = 0,65 3Ö (ViDt / H); (1.47)
Т а б л и ц а 1.2
Характеристика источников выброса
| Характеристика источника, м | Параметры пылегазовоздушной среды в устье источника | ||||||||||
| Высота Н | Дли-на L | Ширина b | Диа-метр D | Скорость w0, м/с | Загрязняющие вещества | Расчетн. концен-трация См, мг/м3 | |||||
| - | - | 0,42 | 14,66 | Пыль зерновая | 16,2 | ||||||
| - | - | 0,32 | 10,45 | Пыль сахарная | 25,0 | ||||||
| - | - | 0,45 | 7,23 | Пыль мучная | 33,4 | ||||||
| - | - | 0,45 | 12,06 | Пыль сухого молока | 19,1 | ||||||
| 1,48 | 0,40 | - | 11,49 | Углерода оксид | 9,0 | ||||||
| Азота диоксид | 6,1 | ||||||||||
| - | - | 0,25 | 1,20 | Пыль металлич. | |||||||
| абразивная с содерж. диоксида | |||||||||||
| кремния 70-20 % | 7,0 | ||||||||||
| 0,40 | 0,45 | - | 15,32 | Пыль органическая | 56,6 | ||||||
| 0,20 | 0,20 | - | 13,28 | Марганца диоксид | 1,4 | ||||||
| - | - | 0,30 | 3,60 | Серная кислота | |||||||
| (аэрозоль) | 1,7 | ||||||||||
| - | - | 0,50 | 3,50 | Натрия гидроксид | |||||||
| (аэрозоль) | 0,75 | ||||||||||
| - | - | 0,45 | 10,50 | Аммиак | 30,0 | ||||||
| - | - | 0,30 | 11,20 | Сероводород | 1,5 | ||||||
| - | - | 0,32 | 8,30 | Метан | 10,2 | ||||||
| - | - | 0,25 | 9,36 | Метилмеркаптан | 5,5 | ||||||
| 0,45 | 0,45 | - | 3,45 | Формальдегид | 5,5 | ||||||
| О к о н ч а н и е т а б л 1.2 | |||||||||||
| 0,40 | 0,45 | - | 9,20 | Диоксид серы | 18,2 | ||||||
| - | - | 0,50 | 3,20 | Сажа | 32,0 | ||||||
| 0,50 | 0,30 | - | 6,40 | Винилацетат | 86,0 | ||||||
| - | - | 0,60 | 4,80 | Пропанол | 69,5 | ||||||
| - | - | 0,50 | 6,50 | Фреон ХФУ-12 | 80,5 | ||||||
| 0,6 | 0,4 | - | 8,70 | Этанол | 90,8 | ||||||
| - | - | 0,60 | 1,30 | Уксусная кислота | |||||||
| 0,3 | 0,8 | Пары парафина | |||||||||
| 0.4 | 1,4 | Фенол | 12,5 | ||||||||
| 0,4 | 2,5 | Метилэтилкетон | 22,5 | ||||||||
| 0,3 | 1,8 | Метиламин | 10,8 | ||||||||
| 0,46 | 1,7 | Уксусный альдегид | 10,9 | ||||||||
| 0,5 | 0,5 | - | 2,4 | Ацетон | 52,2 | ||||||
| 0,5 | 1,9 | Масляная кис-лота | 10,5 | ||||||||
| 0,4 | 2,9 | Фурфурол | 1,9 | ||||||||
Для расчетов величину Δ t принять равной:
для вариантов 1-15 - 0 ˚С,
для вариантов 16-30 – 20 ˚С.
Vм¢ = 1,3w0D / H; (1.48)
fе = 800(Vм¢)3. (1.49)
4. Безразмерный коэффициент d в зависимости от параметров f и Vм находят по формулам:
d = 2,48(1 + 0,28 3Ö fе) при Vм £ 0,5 и при f < 10; (1.50)
d = 4,95 Vм (1 + 0,28 3Öf) при 0,5 < Vм £ 2; (1.51)
d = 7 3ÖVм (1 + 0,28 3Öf) при Vм > 2. (1.52)
При f > 100 или t» 0 значение d находят по формулам:
d = 5,7 при Vм.¢ £ 0,5;
d = 11,4Vм ¢ при 0,5 < Vм¢ £ 2;
d = 16ÖVм ¢ при Vм > 2.
6. Концентрацию С (мг/м3) на расстоянии Х от источника выброса вычисляют по формуле
С = S2 Cм + Сф, (1.53)
где S2 – безразмерный коэффициент; Cм – максимальная концентрация, полученная расчетным путем (мг/м3) (табл.1.4); Сф – фоновая концентрация, равная 0,3ПДКм.р значение ПДКм.р определяют по справочным данным [ 2 ].
Для получения картины рассеивания рассчитывают концентрации С на расстоянии от 50 до 1000 м от источника, причем на расстоянии до 500 м значение Х принимают с интервалом в 50 м, а на расстоянии 500-1000 м – с интервалом 100 м.
Коэффициент S2 определяют по формулам (1.54-1.57), в зависимости от Х / Хм :
при Х / Хм £ 1,
S2 = 3(Х / Хм)4 – 8(Х / Хм)3 + 6(Х / Хм)2 (1.54)
1,13
S2 = при 1 < Х / Хм £ 8. (1.55)
0,13 (Х / Хм)2 + 1
При Х / Хм >8 S2 вычисляют в зависимости от параметра F:
При F <1,5 и Х \ Хм > 8
Х / Хм
S2=, (1.56)
3,58(Х / Хм)2 – 35,2(Х / Хм) + 120
при F ³ 1,5 и Х / Хм > 8
S2=. (1.57)
0,1(Х / Хм)2 + 2,47(Х / Хм) – 17,8
7. После расчета рассеивания строят графические зависимости С от Х для всех заданных источников.
Содержание отчета
· Титульный лист установленной формы.
· Цель РГР и задание.
· Расчет рассеивания концентраций для заданных источников стационарных источников.
· Графическую зависимость С от Х для каждого из заданных источников.
· Выводы о характере рассеивания загрязняющего вещества.
· Список использованных литературных источников.
Контрольные вопросы
1. От каких параметров зависит рассеивание выбросов?
2. Отчего зависит горизонтальное и вертикальное перемещение примесей?
3.Какие зоны выделяют в направлении распространения выбросов?
4.Как рассчитывается расстояние от источника, на котором образуется максимальная концентрация?
5. Как рассчитывается концентрация при удалении от источника?
