Исходные данные к расчёту

Теоретическая часть.

Студент должен знать:

· Закон Украины об охране окружающей природной среды;

· основы экологии, с пониманием того, что природа состоит из экологических систем и подсистем, все компоненты которых тесно взаимосвязаны;

· принципы рационального природопользования, которые позволяют сохранить качество окружающей среды;

· пути совершенствования технологических процессов, снижающие отрицательное влияние производства на природную среду;

· технологию и оборудование очистки и утилизации промышленных отходов;

· методы и оборудование для очистки газов от пыли.

· абсорбционные методы очистки газов от вредных газообразных примесей.

· адсорбционные методы очистки газов от вредных газообразных примесей.

· каталитический метод обезвреживания газов.

· методы и оборудование для очистки природных и промышленных вод.

· системы контроля качества окружающей среды;

· критерии эколого-экономической оценки проектов.

Должен уметь:

· оценивать и прогнозировать возможное негативное воздействие промышленного производства на окружающую среду;

· своевременно вносить технические коррективы в производство или проект с целью снижения отрицательного воздействия производства на окружающую среду;

· осуществлять экологическую экспертизу проектов строительства и реконструкции промышленных предприятий;

· проводить эколого-экономическую оценку проектов.

2. Практическая часть. В неё входит решение задачи связанное с определением главных экологических характеристик источника выброса вредных веществ в атмосферу.

Главными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются тепловые электростанции, промышленные предприятия и автотранспорт. При сжигании на электростанциях различных видов топлива, в атмосферу выбрасывается большое количество отходящих газов, содержащих оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, твердые частицы, пыль, сажу, а также бенз(а)пирен.

В качестве примера, предлагается провести расчёт выбросов вредных веществ в атмосферу от котельной, работающей на природном газе и от автотранспортного предприятия в эксплуатации которого находятся автомобили, количество которых определяется по таблице в зависимости от варианта.

Номер варианта определяется по последней цифре зачётной книжки.

Задача №1

Таблица 1

№ вар	Расход топлива по кварталам тыс м ^3	D	H		ПДК СО	ПДК NO2
1-ый	2-ой	3-ий	4-ый	м	м	град.	мг/м^3	мг/м^3
		3,5 2,6 7,2 6,2			1,1 0,8 1,5 0,5 0,5 1,5 0,3 1,5 1,5 1,5				0,085 0,085 0,085 0,085 0,085 0,085 0,085 0,085 0,085 0,085

Руководствуясь цифрами соответствующего варианта таблицы 1, заполняется табл.2

Таблица 2

Характеристика топлива

Вид топлива	Расход топлива, B	Теплота сгорания, Q	Удельный расход воздуха, V
л/с	м^3/ч	тыс. м^3/год	Ккал/м^3	МДж/м^3	м^3/м^3
Природный газ						11,3

Таблица 3

Значения некоторых коэффициентов

	q4	Kco
1.2	0.5	0.25	0.075

При выполнении данного раздела необходимо осветить следующие вопросы:

· описать объект (источник) выброса загрязняющих веществ в атмосферу, указать вследствие чего образуются вредные выбросы, установить (рассчитать) основные параметры выбросов, массу выброса – М_i (г/с), объем выбросов V_i, (м³/с) и др. в соответствии с табл. 4.

· рассчитать максимальную приземную концентрацию загрязняющих веществ

· построить график зависимости приземной концентрации от расстояния от источника выброса.

Расчёт выброса окиси углерода.

, (1)

где B - расход топлива, г/с, т/год;

Q - теплота сгорания топлива, МДж/м3;

K_co - количество оксида углерода, образующегося на единицу тепла, кг/ГДж;

q₄ - потери тепла, вследствие неполноты cгорания топлива.

Расчет выброса диоксида азота.

, (2)

где - количество оксидов азота, образующихся на единицу тепла кг/ГДж;

- коэффициент, учитывающий снижение выброса оксидов азота в результате применения технических средств.

Количество отходящих газов.

(3)

где B - расход горючего газа, м³/ч;

V - удельный расход воздуха, м³/м³;

- коэффициент избытка воздуха.

Концентрация вредных веществ в отходящих газах.

(4)

где M_i - выброс вредного вещества, г/с;

L - количество отходящих газов, м³/с

Таблица 4

Расход газа, Q, м^3/ч

Диаметр устья трубы, D м

Сечение устья трубы, S, м^2

Расход газа, V1м^3/с

Коэффициент стратификации, А

Высота трубы, Н, м

Разность температур, DТ, °С

Коэффициент скорости оседания частиц, F

Концентрация вредного вещества, С, мг\м^3

Масса выброса, М г\с

ПДК вредного вещества, СПДК, мг\м^3

Код вредного вещества

Название вещества

СО NO2

Экологическая оценка источника выброса вредных веществ в атмосферу сводится к определению расчетной приземной концентрации вредности (См) и сравнение ее с максимально допустимой концентрацией (С_ПДК), т.е. должно соблюдаться условие

С_М £ C_ПДК(5)

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества (См) в мг/м³ при выбросе нагретой газовоздушной смеси от одиночного источника с круглым устьем определяют по формуле:

, (6)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы. Его выбирают для различных географических районов.

Таблица 5

Значение коэффициента А

	Географический район	А
А)	Для районов Средней Азии южнее 40° с.ш. Буряцкого округа и Читинской области
Б)	Для Европейской территории СНГ; для районов России южнее 50° с.ш. для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории Сибири и Средней Азии
В)	Для Европейской территории СНГ и Урала от 50° до 52° с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов Украины
Г)	Для Европейской территории СНГ и Урала севернее 52° с.ш. (за исключением Центра ЕТС), а также для Украины (для расположенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от от 50° до 52° с.ш. А=200)
Д)	Для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей

М - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

а) Для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, подчиняющихся закону Стокса F = 1.

б) Для пыли и аэрозолей (кроме п.а.) значения F выбирают в зависимости от коэффициента очистки выбросов (a).

Если a ³ 90% F = 2 (7)

Если 75% < a < 90% F = 2,5 (8)

Если a < 75% F = 3 (9)

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности. В случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не превышающим 50м. на 1км. h=1.

Значение коэффициентов “m” и “n” определяют в зависимости от параметров f, V_M, V¢_M, f_e. Каждая из этих величин определяется по формуле

(10)

где, W₀ средняя скорость выхода газообразной смеси из устья источника выброса, м/с;

(11)

(12)

(13)

Коэффициент “m”

при f < 100 (14)

при (15)

при fe < f < 100 m вычисляется при f = fe (16)

Коэффициент “n” при f < 100

при n=1 (17)

при n= (18)

при n = 4,4V_М (19)

При f³ 100 или _DT»0 и расчет См ведем по формуле (холодные выбросы)

, (20)

где (21)

При f ³ 100 и определяем по формуле:

(22)

При f ³ 100 и m¹=0,9 (23)

При f ³ 100 и m¹=2,86 m (24)

Причем значение коэффициента “n” определяют по приведенным выше формулам, принимая, что . Расстояние X_M от источника выброса на котором достигается максимальная концентрация вредности С_M определяют по формуле:

,

где безразмерный коэффициент d находят по формуле:

при f<100

при (25)

при (26)

при (27)

при f > 100 или

при d=5,7 (28)

при (29)

при (30)

Определив значение С_M и сравнив с С_ПДК вредного компонента делают заключение об экологической опасности источника загрязнения.

Если С_M£С_ПДК, то источник не загрязняет атмосферу выше допустимых выбросов. Для такого источника не требуется строительства очистных сооружений и его выброс может быть принят как предельно допустимый (ПДВ).

Если С_M>С_ПДК, то такой источник загрязняет атмосферу выше допустимых выбросов. Для такого источника требуется строительство очистных сооружений и его выброс может быть принят как временно согласованный (ВСВ).

Предельно допустимый выброс в этом случае может быть определен из формул (2), (16) или (18), подставив вместо С_M = С_ПДК и приняв величину М, как ПДВ, получим для формулы (2)

(31)

для формулы (16)

(32)

для формулы (18)

(33)

Концентрация вредности на любом расстоянии от источника:

C = S_i × C_M (34)

где C_M -концентрация вредного вещества, мг/м3;

Si - безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения и коэффициент F.

Если то (35)

Если то (36)

Если и то (37)

Если и F > 1,5 то (38)

где (округлить) (39)

Расчет рассеивания вредных веществ в атмосфере следует вести по прилагаемым алгоритмам версия 1, 2, 3,.

необходимо проанализировать следующие показатели:

• указать максимальную концентрацию вредного вещества в приземном слое С_м мг/м³;

• сравнить ее с предельно допустимой С_ПДК мг/м³; показать во сколько раз С_м меньше или больше С_ПДК;

• сделать вывод о экологическом соответствии или несоответствии данного источника нормативным требованиям;

• указать расстояние X_M, на котором достигается максимальная концентрация вредного вещества (C_M);

• указать опасную скорость ветра U_M;

• привести значение ПДВ (г/с).

• сделать вывод о необходимости строительства очистных сооружений. Если такой необходимости нет, то обосновать почему;

Если очистные сооружения нужны, то выбрать метод и оборудование для очистки отходящих газов от загрязняющего вещества, концентрация которого превышает С_ПДК.

Дата добавления: 2014-12-25