Природные ресурсы, используемые на транспорте

Объекты воздействия.

Виды негативного воздействия транспорта.

Удельный вес видов транспорта.

ТЕМА 1 ТРАНСПОРТ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОС ОТ СТАЦИОНАРНЫХ И ПОДВИЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВВ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО ЭКОЛОГИИ.

Общие сведения о загрязнении от транспорта (в виде таблиц).

Краткие теоретические сведения. П роблема охраны ОС решается на этапах проектирования, строительства (или реконструкции) аэропортов и автодорог. При этом задача решается поэтапно, в начале вопросы загрязнения атмосферы, воды и земель в общем а затем учитывают специфические условия, например, характер источника и его расположение в инфраструктуре объекта, расположение жилых, админисративных, культурных зон и т.п.

При сгорании твёрдых, жидких и газообразных топлив основными являются следующие загрязнители: оксид углерода (СО), для которого ПДК=3 мг/ м³, оксид азота (N О_х), для которого ПДК=0,085 мг/ м³, двуокись серы (S О₂), для которой ПДК=0,5 мг/ м³, зола, для которой ПДК=0,15 мг/ м³ (см.СН 245 -71). Между реальной(расчётной) концентрацией и ПДК устанавливается соотношение: (С + С_ф) /ПДК меньше 1 Где С_ф – фоновая концентрация этого вещества от других источников. Между предельно допустимым выбросом (ПДВ0 и ПДК устанавливается соотношение: ПДВ = К_р ПДК, где К_р – коэффициент разведения ВВ чистым воздухом, который определяется выражением: К_р= Q_газ / 3600, м³ /с, где Q_газ – количество свежего воздуха, необходимого для разведения ВВ с уровня ВДВ до уровня ПДК.

НЕПОДВИЖНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВЫБРОСОВ ВВ. Методика расчёта массы ВВ, выбрасываемой в атмосферу при сгорании топлива в котельне. Методика расчёта сводится к определению массы выбрасываемого ВВ – М, г / с (или скорости эмиссии) по формуле: М_В = О,001. В. Q_! К_В (1 – β), (1) где В –количество расходованного топлива в г /с или т /год, Q_! - теплота сгорания топлива в ккал / кг либо ккал / м³, β – коэф., учитывающий наличие устройства для нейтрализации газа; К_В –количество ВВ, которое образуется на 1 кг/ МДж тепла в зависимости от мощности котлоагрегата и вида топлива, так, если В= N О₂ формула (1) примет вид М _{N О2} = О,001. В. Q_! К _{N О2} (1 – β), (2) и здесь К _{N О2} = 0,02 + 0,03lg Q - для жидкого топлива, и К _{N О2} = 0,05 + 0,04 lg Q – для газообразного. Для расчёта параметра М_В для диоксида серы S О₂ формула (1) примет вид: М _{S О2} = 0,2 В S¹ (1 - √ _{S О2} ¹)(1 -√ _{S О2} ¹¹), (3) здесь S¹ - содержание серы в топливе в %; √ _{S О2} ¹ -часть S О₂,которая связана с золой (для угля – 0,1, мазута – 0,02, газа – 0), √ _{S О2} ¹¹ - часть S О₂ , удерживаемая золоулавлтвателями (согласно его паспорта). Для расчёта параметра М_В для твёрдых частей формула (1) примет вид: М_Т = ВА¹ f (1 - √₃), (4) здесь А¹ –содержание золы в %, f - удерживаемая золоулавлтвателями (согласно его паспорта), √₃- удерживаемая золоулавлтвателями (согласно его паспорта). Для расчёта параметра М_В для окиси углерода СО, формула (1) примет вид: М_СО =0,001В С_СО (1 – q₄ /100), (5) здесь С_СО = q₃ R q₁ –количество СО в кг., которое образуется при сгорании 1т. или1000 м³ топлива (для угля С_СО = 25,9 кт / т); q₄ в % - затраты тепла в зависимости от полноты сгорания топлива (для угля q₄= 5%).

Значение параметров в формулах (1,2,3,4,5) приведены ниже в Таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Вид топлива W, % А¹ S,% Q_!,ккал / кг(ккал / м³) V,м³/кг

Уголь 10 13,5 0,4 6200 6,5

Мазут 3 0,1 0,5 9490 11,28

Дрова 40 0,6 - 2440 3,75

Газ - - - 9000 10, 73

Методика расчёта выбросов ВВ в атмосферу из факела трубы кательни при использовании различных видов топлива. Максимальная концентрация таких выбросов определяется формулой:g_max= A F m n v / Н² (V d T)^1/3 (6) Здесь А – коэф. растворения выброса в атмосфере, зависит от Т⁰ и движения потоков, на Украине для найхудших условий А = 180, F – коэф. вредности осаждающихся ВВ в атмосфере (для газов F = 1, для аэрозолей F = 3 при отсутствии золоулавливателей и при задержании золы до 90 %, если менее 90 % то F = 2, m n определяются по приведенным ниже формулам (6), v – кэф. рельефа местности (для равнин v = 1..1,1), Н – высота трубы (выброса над землёй, V – объём газа в выбросе в м³/ с, d T – перепад температур в выбросе и атмосфере. m = 1 / (0,67 + 0,1 f^1/3) для f< 100; m = 1,47 / f^1/3 для f ≥ 100; n = 1 для V m ≥ 2; n = 0,532 V m - 2,13 для 0,5 > V m < 2; n = 4,4 V m м для V m < 0,5; f = 1000 V² D / H² / dT где D – диаметр трубы; (7) V_газ =4 V / 3,14 / D²; dT = T_газ - T_атм; V m = 0,65 (V dT /H)^1/3. Максимальная концентрация выбросов на расстоянии H от трубы определяется по формуле (8):, X_max = (5 – F) d H / 4 (8) Параметр d определяется в зависимости от значений параметров V m и f^1/3 по формулам (9):

d = 7 V m^1/2 (1 + 0,28 f^1/3) для V m> 2; d = 4,95 V m (1 + 0,28 f^1/3) для V m> 0,5 и V m ≤ 2; (9) d = 2/48 (1 + 0,28 f_e ^1/3); f_e = 8000 (1,3 V_газ ) D / H для V m ≤ 0,5.

ПРИМЕР 1 Котлоагрегат мощностью до 30 т/ час и не имеющий золоулавливателя, работает на угле, которого тратит В =о,5 кг/ с. Требуется определить значение параметров М _{N О2}, М _{S О2}, М_Т

1.1. Определяем М _{N О2} согласно формулы (1) при использовании данных в Табл. 1.1 получим, что Q =В Q¹ к= 0,5 кг /с 6200 ккал /кг х 1,163 кВт/ккал/ час = 3,6кВт. Тогда К _{N О2} = 0,05 + 0,04 lg Q = 0,05 + 0,04 lg 3,6 = 0,072. В результате получим, что М _{N О2} = О,001. В. Q_! К _{N О2} (1 – β). Принимаем β = 0 и тогда М _{N О2} = О,001. 0,5. 10³. 6200. 4,187. 10^-3 0,072. 1 =0,93 г / с

1.2. Определяем М _СО согласно формулы (5) при использовании данных в Табл. 1.1 получим, что С_СО = q₃ R q₁ =25,9 и q₄= 5% и тогда М_СО =0,001В С_СО (1 – q₄ /100) = 0,001.0,5.10³.25,9.(1 – 5 / 100) =12,3 г / с.

1.3. Определяем М _{S О2} согласно формулы (3). При использовании данных в Табл. 1.1 получим, что S¹ = 0,4, √ _{S О2} ¹= 0,1, √ _{S О2} ¹¹ = 0 и тогда М _{S О2} = 0,02 В S¹ (1 - √ _{S О2} ¹)(1 -√ _{S О2} ¹¹) = 0,02.0,5.10³. 0,4. (1 – 0,1) (1 = 0) = 3,6 г / с.

1.4. Определяем М_В для твёрдых частей согласно формул (4). При использовании данных в Табл. 1.1 получим, что А¹ =13,5 %, согласно паспорта золоулавливате f =0,003, √₃ =0 и тогда М_Т = ВА¹ f (1 - √₃) = 0,5.10³ .13,5.0 003 (1 – 0) = 20,25 г / с.

Данные для задачи №1 РГР(Разные ВВ, В, вид топлива, f, С_СО,).

ПРИМЕР 2 Котельня использует в качестве топлива уголь (В = 0,5 кг / с). Труба диаметромD =0,5 м имеет высоту Н =10 м. Параметры выбрасываемых З В – М и ПДК приведены выше и в Примере 1. Требуется изменить высоту Н трубы так, чтобы при расстоянии от неё X_max Концентрация З В (золы) не превышала 90% от ПДК., Решение. Значение X_max определяем по формуле (8). Однако для этого требуется определить по формулам (6, 7, 9). 1. Определяем объём газов в выбросе за 1 с по формуле: V = V_г В где V_г дано в Табл. 1.1. (V_г = 6,5 м³ / кг, а В = 0,5 кг / с). В результате получим, что V = V_г В = 6,5.0,5 =3,25 м³ / с. 2. Перепад температур dT = T_газ - T_атм = 120 – 15 = 105⁰ С. 3. Определяем значение характеристик f и f_е для котлоагрегата по формуле (7): - f = 1000 V_газ ² D / H² / dT, где V_газ =4 V / 3,14 / D² = 4.3,25 /3,14 / (0,5)² = 16,8 м³/ с В результате получим, что f = f f = 1000 V_газ ² D / H² / dT = 1000 (4.3,25 / 3,14.0,5²)² (0,5 / 10².105) = 14 Определяем значение f_е по формуле: f_е = 8000 (1,3 V_газ) D / H = 8000 (1,3.16,8) 0,5 / 100 = 876.4. 4. Определяем значение параметров n и m по формулам (7) для случаев: когда f = 14 < 100 т.е. m = 1 / (0,67 + 0,1 f^1/3) = 1/ (о,67 + 0,1.14^1/3) = 0,56 и n, когда V m =3,25.0,56 =1,9 т.е. 0,5 > V m < 2, т.е. n = 0,532 V m² - 2,13 = 0,532.3,25.0,56² - -2,13 = -1,47 т.е. n < 0, поэтому принимаем n =1. 4. Максимальная концентрация выбросов на расстоянии от трубы определяется по формуле (8): X_max = (5 – F) d H / 4, где параметр d определяется по формулам (9) для случаев, когда 0,5 > V m < 2, т.е. по формуле: d = 4,95 V m (1 + 0,28 f^1/3) = 4,95.1,9 (1 +0,28.14^1/3) = 16,86. Параметр F при отсутствии уловителей аэрозолей принимают F =3. В результате получим, что X_max = (5 – F) d H / 4 = (5 – 3).16,86.10 / 4 =84,31 м. 5. Максимальная концентрация выбросов определяется по формуле (6):g_max= A FQ m n v / Н² /(V d T)^1/3 здесь параметри А и v для Украины принимаем равными единице а значение Q определили в Примере 1.(для угля Q =М_Т =20,25 г/с)., В результате получим, что g_max= A F m n v / Н² /(V d T)^1/3 = 1. 3. 0,56.1.1 / 10² /(3,25.105)^1/3 = 8,55 мг / м³. Так как g_max =8,55 мг/ м³ на много больше ПДК = 0,15 мг/ м³ то необходимо его снизить. При этом возможны следующие методы: увеличить Н, использовать систему задержки золы, например, «Циклон «- задержка до 90%, использовать систему фильтров (задерживают до 99% частиц). 5.1. На основании формулы (6) получим, что Н = Н_мах (g_max / ПДК)^1/2 =10 (8,55 / 0,15)^1/2 =75,5 м, что конструктивно нецелесообразно. 5.2. При использовании системы «Циклон «Q₁ = 0,1 Q = 0,1.20, 25 = 2,025 г / с а F₁ = (3 + 2) / 2=2,5, тогда g_max,1= g_max. F₁. Q₁ / F. Q = 8,55.2,5./ 3.20,25 = 0,71 мг / м³, что больше ПДК = 0,15 мг/ м³. 5.3. В дополнение к системе «Циклон «установим систему фильтров, когда F₂ =2 и Q₂ = 0,1. Q₁ = = 0,1.2,025 = 0,202 г / с, тогда g_max,2= g_max. F₂. Q₂ / F. Q = 8,55.2.0,202 / 3.20,25 = 0,о6 мг/ м.³ Получим, что. g_max,2 меньше ПДК = 0,15 мг/ м³ при Н= 10м и X_max =84,31 м.

Для РПР можно изменять Н, топливо, ВВ, (доп. К Пр.1)

Дата добавления: 2014-12-25