Методичка. На атмосферу
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
Практическая работа 2 ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВА (ПРЕДПРИЯТИЯ) НА АТМОСФЕРУ Работа посвящена рассмотрению ведущей проблемы прикладной экологии – оптимизации воздействия промышленного производства на природные среды (в частности, на воздушный бассейн). Она позволяет на основе выявления уровня загрязнения, создаваемого источниками выбросов, выработать тактику атмосфероохранной деятельности на предприятиях с учетом способности атмосферы к самоочищению и применения инженерных средств защиты воздушного бассейна. Цели работы: 1) разработка поведения примеси в атмосфере; установление зависимости уровня концентрации, создаваемой выбросами предприятий, от местоположения источника выбросов, особенностей газовоздушной смеси, выходящей из источника, орографических и метеорологических параметров окружающей среды, режима работы предприятия; 2) определение расстояния, на котором концентрация достигнет максимума; 3) разработка комплекса атмосфероохранных мероприятий по снижению уровня концентрации, проведение контрольных расчетов, подтверждающих достаточность мероприятия. Основные понятия Предельно допустимая концентрация (ПДК м/р) примеси в атмосфере (мг/м3) – максимальная концентрация примеси в атмосфере, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом. Предельно допустимый выброс (ПДВ) загрязняющего вещества в атмосферу – научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, что содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира. Зона повышенной концентрации (ЗПК) – территория с уровнем концентрации больше одного ПДК. Атмосфероохранные мероприятия – комплекс организационно-технических решений, направленный на снижение уровня воздействия на воздушный бассейн. Приземная концентрация – концентрация вещества в приземном слое воздуха (от поверхности земли до высоты 2,5 м). Методика расчета 1. Определение максимального значения приземной концентрации загрязняющего вещества См (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси проводится в зависимости от расположения источников относительно друг друга. 1.1. Расчет расстояния между источниками:  (1)Если источники находятся на расстоянии более 10 м друг от друга (R>10), то значение См определяется по формуле:  (2)где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, безразмерный; для территории от 50o с. ш. до 52o с. ш. равен 180; Mi – масса i-го вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, безразмерный; равен: а) для газообразных вредных веществ 1; б) для прочих веществ – в зависимости от КПД очистки: при КПД > 90% 2; 75–90 % 2,5; в) менее 75% и при отсутствии очистки – 3; Н – высота источника над уровнем земли, м; V1 – расход газовоздушной смеси, м3/с; T – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, равной согласно СНиП 2.01.01. – 82 средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года (T =Tгвс-20,6°); – коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, безразмерный; в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, равен 1; m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, определяются в зависимости от параметров ƒ, νм:  (3)где – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с; D – диаметр устья источника выброса, м;  (4)Коэффициент m определяется в зависимости от ƒ по формуле: при ƒ<100  (5)при   (6)Коэффициент n определяется в зависимости от νм по формуле: при  n = 1 (7)при   (8)при   (9)1.2. Для близко расположенных источников выбросов (R≤ 10 м) определяем суммарную концентрацию по формуле:  (10)где M – суммарная мощность выброса всеми источниками в атмосферу, г/с; V – суммарный расход газовоздушной смеси от всех источников выброса, м/с; N – количество источников выброса, все остальные параметры средние. 2. Определение расстояния Хм (м) от источника выброса, на котором приземная концентрация См (мг/м3) достигнет максимального значения:  (11)где d – безразмерный коэффициент, определяется в зависимости от ƒ,  , , ƒе: (12) (13)При f < 100  (14) (15) (16)при f > 100  , (17) (18) (19)3. Разработка комплекса атмосфероохраннных мероприятий (установка пылегазоочистного оборудования, изменение режимов работы технологического оборудования, увеличение высоты источника выборов), направленных на снижение уровня концентрации до значений ПДК. Атмосфероохранные мероприятия разрабатываются только для веществ, создающих концентрацию выше ПДК. Выбор мероприятия зависит от уровня загрязнения, создаваемого источником выброса, и расстояния, на котором фиксируется максимальная концентрация. При уровне загрязнения от 1 до 1,5 ПДК и расстоянии до 400 м достаточно провести увеличение высоты источника выброса, способствующее лучшему рассеиванию примеси в атмосфере. При уровне загрязнения выше 1,5 ПДК и расстоянии более 400 м необходимо оборудовать источник выброса пылегазоочистными установками. При выборе пылегазоочистного оборудования необходимо учитывать степень очистки, а также исключить возможность образования нерастворимых соединений веществ, приводящих к закупорке выходных отверстий и выводу установки из действия. Приведем эффективность ряда основных пылегазоулавливающих аппаратов (a): пылеосадительная камера – 80 %; циклоны – 95 %; фильтры – 99 %; скрубберы с мокрой очисткой – 99,5 %. В случае недостаточности установки одного аппарата возможна установка несколько последовательно стоящих аппаратов, например, фильтр – циклон; фильтр – скруббер; циклон – пылеосадительная камера; фильтр – циклон – пылеосадительная камера; батарейные циклоны. Эффективность таких установок (%) определяется по формуле: К = 1 – (1 – К1) (1 – К2) … (1 – Кn), (20) где К1, К2, …, Кn – эффективность первого, второго и последующих аппаратов. В качестве атмосфероохранного мероприятия может быть использовано изменение режима работы технологического оборудования, например, не совместное, а последовательное выполнение ряда операций. Использование данного мероприятия не связано с затратами, но требует знаний техпроцесса. Не подходит для непрерывного техпроцесса (например, химическое производство). 4. Определение достаточности атмосфероохранных мероприятий. После выбора атмосфероохранного мероприятия провести повторный расчет Cmi. Для этого необходимо посчитать остаточный фактический выброс Mi после очистки и подставить в расчет Cmi: Мо = Mi*(1-a/100%), например при применении пылеосадительных камер Мо = Mi*(1-80%/100%) Если после проведения мероприятия приземная концентрация Cmi будет равна или меньше ПДКмр i , то мероприятие считается достаточным. В другом случае подбирается более эффективное мероприятие и проводится повторно определение достаточности. Задания 1.Провести расчеты приземной концентрации по каждому веществу, выделяемому из каждого источника. 2. Определить значение ХM. 3. Выбрать атмосфероохранное мероприятие и обосновать его достаточность. 4. Сделать вывод, где указать получившиеся данные по концентрациям, расстоянии, на которое удаляется загрязнение и указать, какие были проведены атмосфероохранные мероприятия. Ход работы: 1) T (по всем источникам) 2) f(по всем источникам) 3)  (по всем источникам)4) m(по всем источникам) 5) n(по всем источникам) 6) R (по одинаковым веществам) 7)Cmi (по всем веществам) 8) ƒе(по всем источникам) 9)  (по всем источникам)10) d(по всем источникам) 11) Xм(по всем источникам) Расчеты: По условию нам дано (вставляете свою таблицу):
1) T = Тгвс – 20,6 Источник 1 T1 = ….. Источник 2 T2= …… Источник 3 T3= …… 2)  Источник 1 f1= ……  Источник 2 f2=……  Источник 3 f3=……  3)  Источник 1 vm1=……  =0,807Источник 2 vm2=……  =0,668Источник 3 vm3=…… 4)  Источник 1 m1=……  Источник 2 m2=……  Источник 3 m3 =……
5)  Источник 1 n1=……  Источник 2 n2=…… Источник 3 n3=…… 6) По теореме Пифагора рассчитаем расстояние R между источниками, где содержатся одинаковые вещества (в данном примере - оксид углерода 1 и 2 источники): R1,2 = ……… R=  для источников, где находятся разные вещества мы расстояние между ними не считаем, поскольку это необходимо для дальнейшего суммирования массы выброса веществ, а разные вещества мы, соответственно, просуммировать не можем. 7) Определим максимальное значения приземной концентрации i – го химического вещества Смi, мг/м3 Для первого и второго источников оксида углерода т. к. они находятся на расстоянии менее 10 м друг от друга и выбрасывают одно и то же вещество (оксид углерода) расчет будем вести по формуле: где Мi – суммарная мощность выброса i – го химического вещества всеми источниками в атмосферу, г/с; V – суммарный расход газовоздушной смеси от всех источников выброса, м3/с; N – количество источников выброса. Все остальные параметры. Поставляемые в формулы, при расчете максимальной приземной концентрации i-го химического вещества от объединенных источников, усредняются. Если источники находятся на расстоянии более 10 м друг от друга, то Смi будем считать по следующей формуле отдельно для каждого вещества, не суммируя их: Подставим данные в примере в исходную формулу: Смi для 1 и 2 источников оксида углерода:  Смi для 3 источника метилметакрилата.  Смi для 3 источника этилбензола  Смi для 3 источника фтористого водорода  ПРОДОЛЖЕНИЕ РАБОТЫ Ребята, продолжаем расчеты по работе. После нахождения максимальной концентрации, выбрасываемой из источника Смi, нам необходимо найти расстояние, на которое эти вещества от источника загрязнения улетучатся. Чем легче вещество, тем дальше оно сможет удалиться от источника, тем, соответственно, у него будет больше радиус действия. Этот расчет производится для того, чтобы узнать на какой радиус делать санитарно-защитную зону вокруг предприятия. Итак, начинаем расчеты с 4-х параметров для расчета Хм (8-11): 8) ƒе(по всем источникам) формула на стр3 ƒе1 = ƒе2 = ƒе3 = Расчеты ведем также, как в предыдущих формулах, по источникам. Для каждого источника находим этот и следующие 3 параметра 9) (по всем источникам) формула на стр3 1 = 2 = 3 = 10) d (по всем источникам) формула на стр3 d 1 = d 2 = d 3 = 11) Xм (по всем источникам) формула на стр3 Xм 1 = Xм 2 = Xм 3 = 12) Далее проводим атмосфероохранные мероприятия для веществ, где СМi превышает ПДК м.р. (15 столбец в таблице варианта). Сначала сравниваем все рассчитанные концентрации с ПДК СМi 1-го и 2-го источника оксида углерода > ПДК м.р. (надо провести атмосфероохранные мероприятия) СМi 3-го источника этилбензола < ПДК м.р. СМi 3-го источника фтористого водорода < ПДК м.р. У вас может быть превышено ПДК не только у одного вещества, но у нескольких, в таком случае атмосфероорхранные мероприятия будут применены для этих источников загрязнений. Далее, после выявления вещества, превышающего ПДК, мы должны снизить массу его выброса. Это мы сделаем, поставив на источник загрязнения оборудование, задерживающее большую часть выбросов вещества (в данном случае оксида углерода). Коэффициент  рассчитывается по формуле на стр.4Необходимо пылегазоочистное оборудование на источники 1 и 2 (для снижения выброса оксида азота), средний эффект очистки которого 99%, а именно, фильтры. Проверим эффективность мероприятия:   Уровень загрязнения воздуха по оксиду углерода стал <ПДК, т.е. данное мероприятие эффективно. Вывод: по целям работы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||