Рассеивание выбросов в атмосфере

Классификация источников выбросов

Распространение выбросов в атмосфере подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов оказывает влияние состояние атмосферы, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника выброса и пр. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра и распределением температур в вертикальном направлении.

При выбросах через высокие трубы в условиях безветрия рассеивание вредных веществ происходит в основном под действием вертикальных потоков, обусловленных более высокой температурой выбрасываемой газовоздушной смеси, чем температура окружающего воздуха.
Наличие ветра усиливает разбавляющую роль атмосферы, что обеспечивает более низкие приземные концентрации вредных веществ. Повышение эффективности рассеивания вредных веществ в атмосфере пропорционально скорости ветра. Одновременно с увеличением скорости ветра происходит уменьшение высоты факела выброса над устьем трубы. Указанное фиксируется значением опасной скорости ветра, при которой приземные концентрации имеют максимальное значение.

В зависимости от расположения и организации выбросов источники загрязнения делятся на точечные, линейные, площадные.

Точечные источники – удаляемые вредные вещества сосредоточены в одном месте (трубы котельных, шахты, крышные вентиляторы, крышные трубы тепловозов и пр.).

Линейные источники – имеют значительную протяженность (аэрационные фонари, открытые фрамуги или окна, близко рас­по­ложенные крышные вентиляторы и пр.).

Площадные источники – рассредоточенные на обширной территории источники неорганизованного выброса (негерметичность, отсутствие системы газоотвода) или группы однотипных источников организованного выброса (отвалы, резервуары, совокупность мелких вентиляционных источников).

В зависимости от высоты устья источников выброса над уровнем земной поверхности они могут быть четырех классов:

· высокие (высота выброса – 50 и более метров);

· средние (10–50 м);

· низкие (2–10 м);

· наземные (до 2 м).

2.3.3. Расчет приземных концентраций вредных веществ
при выбросе из одиночного нагретого источника

Основным документом, регламентирующим расчеты рассеивания выбросов предприятий и определения приземных концентраций вредных веществ, является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86».

В основу методики расчета положено следующее основное условие: рассчитывают максимальную концентрацию по каждому веществу в расчетной точке, которая соответствует наиболее неблагоприятным метеорологическим условиям (скорость ветра имеет опасное значение и наблюдается интенсивный вертикальный турбулентный обмен).

Нижеприведенная методика расчета приземных концентраций отвечает случаю выбросов из точечного горячего источника без учета влияния застройки на рассеивание вредных веществ в атмосфере.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_М, мг/м³, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым, прямоугольным или квадратным устьем на расстоянии Х_М, м, от источника определяется по формуле

, (31)

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; значение А, соответствующее неблагоприятным метеоусловиям, при которых концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе максимальна:

А = 250 – Читинская область, Бурятия;

А = 200 – Нижнее Поволжье, Кавказ, Дальний Восток, остальная территория Сибири;

А = 180 – Европейская территория и Урал севернее 52° с.ш.;

А = 140 – Московская, Тульская, Рязанская, Калужская, Владимирская области;

коэффициенты F, m, n, h – см. подразд. 2.2, формулы (20), (21), (24);

Н – высота выброса, м;

m_факт,i – фактическая масса выброса, г/с, см. формулу (25);

V – объем (расход) газовоздушной смеси, м³/с, см. формулу (23);

DТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающей среды, °С.

Расстояние Х_М, м, от источника выброса, где при неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальная приземная концентрация вредного вещества С_М определяется по формуле

, (32)

где d – безразмерный коэффициент (при условии значения коэффициента f < 100(см. формулу (21)) находится по формулам:

; (33)

; (34)

. (35)

Значение величины V_m находят по формуле (24).

Опасная скорость ветра U_В, м/с, на уровне 10 м от земли, при которой значение приземной концентрации вредных веществ достигает максимального значения, определяется по формулам:

; (36)

; (37)

. (38)

Значение приземной концентрации вредного вещества С_i, мг/м³,по оси факела выброса на различных расстояниях Х_i, м, от источника при опасной скорости ветра U_В определяется по формуле

, (39)

где S – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х_i /Х_М и величины F по формулам:

; (40)

; (41)

; (42)

. (43)

Для низких источников (Н не более 10 м – магистральные и маневровые тепловозы) при значениях Х_i /Х_М < 1 величина S заменяется на S ⁰, которая определяется по формуле

. (44)

Дата добавления: 2014-11-06