Нормирование и расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Снижение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое. Метод расчета рассеивания выбросов, установление нормативов. Максимальное значение приземной концентрации загрязняющих веществ при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 18.04.2013
Размер файла 317,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии и природопользования

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине "Экология"

Нормирование и расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Руководитель проекта Т.Н. Холодилина

студент Ж.Р. Жанажанова

Оренбург 2013

Введение

Предприятие имеет один источник (трубу), из которого выбрасывает загрязняющие вещества. В процессе рассеивания загрязняющие вещества попадают в приземный слой атмосферы (Н = 2 м), где их концентрация сравнивается с гигиеническими нормативами качества атмосферного воздуха. Данные нормативы качества в настоящее время называют предельно допустимой концентрацией (ПДК) и ориентировочно безопасным уровнем воздействия (ОБУВ), устанавливаемыми гигиеническими нормативами. Если концентрация меньше ПДК (ОБУВ), то такой выброс является предельно допустимым (ПДВ). И наоборот, если концентрация превышает ПДК, то необходимо ее снижение. Самый распространенный путь - установление пылегазоочистных аппаратов. Таким образом, ответ на вопрос, какова должна быть минимальная степень очистки выбросов или эффективность пылегазоочистных аппаратов, находится через выполнение условия: концентрация загрязняющих веществ в приземном слое должна быть меньше или равна ПДК (с ? ПДК). Это положение принципиально отличается от распространенного среди неспециалистов мнения, что достаточно ограничить выброс из источника до какой-то фиксированной величины и выброс станет допустимым (без какой-либо привязки к концентрации загрязняющих веществ в атмосфере).

Существует еще два пути снижения концентрации загрязняющих веществ в приземном слое. Более радикальный - смена технологии производства на экологически чистую, сопровождающуюся существенным уменьшением выбросов. Другой путь связан с более эффективным использованием рассеивающей способности атмосферы. В этом случае максимально разовые и годовые выбросы источника загрязнения атмосферы остаются неизменными. Действительно, концентрация загрязняющих веществ в устье источника, часто во много раз превышающая ПДК, и концентрация загрязняющих веществ в приземном слое связаны между собой опосредованно такими факторами, как высота источника, условия выхода пылегазовоздушной смеси (диаметр устья, скорость, расход, температура), метеорологические условия, рельеф местности.

Методику расчета рассеивания выбросов и установление нормативов ПДВ регламентирует ОНД-86 - основной документ, учитывающий ГОСТ 17.2.3.02-78. Фоновые концентрации, присутствие группы веществ с эффектом суммации вредного действия, соблюдение ПДК на различных высотах, наличие зон отдыха, курортов и прочие условия осложняют процедуру нормирования выбросов.

Задание № 1

Определить максимальное значение приземной концентрации 3В см мг/м3, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем и расстояние хм, м, на котором она достигается при неблагоприятных метеорологических условиях. Сравнить величину см с допустимым значением концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе. Порядок расчета:

1. Коэффициент А=140 и коэффициент FNO2=1,Fпыль древесная=3.

2. ДТ-Разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, оС вычисляем по формуле:

ДТ=175 - 23,6=151,4 оС

3. Для ровной местности коэффициент, учитывающий влияние рельефа, з=1.

4. Средняя скорость выхода ГВС щ0, м/с, определяем по формуле:

5. Для определения m и n рассчитываем параметры f, нм, v'ми fe:

=

6. Коэффициент m определяется при ѓ<100 определяется по формуле:

7. Коэффициент n при ѓ<100 определяется в зависимости от нм по формуле: при vм?2, n=1.

8. Определяем величину См, мг/м3 по формуле:

9. Сравниваем См с ПДК (без учета фоновых концентраций):

ПДК для NO2=0,2 мг/м3

CмNO2 >ПДК

0,298 > 0,2.

ПДК =0,5мг/м3 для пыли древесной

См пыль древесная >ПДК

1,42>0,5.

10. Величину хм, м, определяем по формуле:

.

Где безразмерный коэффициент d при ѓ<100 определяем по формуле:

11. Опасная скорость ветра uм, м/с определяется по формуле:

Вывод:

Мы определили максимальное значение приземной концентрации 3В см мг/м3, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем и расстояние хм, м, на котором она достигается при неблагоприятных метеорологических условиях и сравнить величину см с допустимым значением концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе:

См пыль древесная >ПДКCмNO2 >ПДК

1,42>0,5.0,298 > 0,2

Задание № 2

Определить приземную концентрацию 3В в атмосфере с, мг/м3, по оси факела выброса на различных расстояниях х, м, от ИЗА при опасной скорости ветраuм, м/с,. Построить график; распределения концентраций с=ѓ (х). Установить, на каком расстоянии от источника меньше и больше хм достигается концентрации, равная ПДК. Исходные данные принять из задания 1: см, хм,uм. Порядок расчета:

1. Величина с определяется по формуле:

с=s1cм, мг/м3, где s1 рассчитывается в зависимости от отношения х/хм,

,

.

2. Задаем интервалы значений х в зависимости от хм.

3. Результаты расчета с для значений х сведем в таблицу 1.

Таблица 1. Для пыли древесной.

х, м

х/хм

s1

с, мг/м3

с/ПДК

10

0,078

0,033

0,047

0,094

40

0,310

0,367

0,521

1,042

70

0,543

0,575

0,817

1,634

100

0,775

0,961

1,365

2,73

х=xм 129

1

1

1,42

2,84

200

1,550

0,861

1,223

2,446

270

2,093

0,720

1,022

2,044

340

2,636

0,594

0,843

1,686

410

3,178

0,489

0,694

1,388

480

3,721

0,404

0,574

1,148

550

4,264

0,336

0,477

0,954

Таблица 2. Для NO2.

х, м

х/хм

s1

c, мг/м3

с/ПДК

40

0,154

0,115

0,034

0,170

70

0,270

0,300

0,089

0,445

100

0,386

0,570

0,170

0,850

130

0,502

0,680

0, 203

1,015

160

0,618

0,842

0,251

1,255

190

0,734

0,940

0,280

1,400

220

0,849

0,988

0,294

1,470

х=xм 259

1

1

0,298

1,490

350

1,351

0,914

0,272

1,360

440

1,699

0,822

0,245

1,225

530

2,046

0,739

0,220

1,100

620

2,394

0,648

0, 193

0,965

710

2,741

0,572

0,170

0,850

800

3,089

0,504

0,150

0,750

4. На основании этих таблиц построим графическую зависимость с=ѓ (х). Для древесной пыли (Рисунок1) и для NO2 (Рисунок 2).

5. Устанавливаем по графику и расчетным путем, на каком расстоянии от источника будет достигнута концентрация равная ПДК.

Задание №3.

Определить приземную концентрацию 3В в атмосфере су по перпендикуляру к оси факела выброса на различных расстояниях у при опасной скорости ветра им от точки х=хм. Построить график распределения концентраций су=ѓ (у).

Исходные данные принимаем из задания 1: с=см мг/м3, х=хм,, и=им.

Порядок расчета:

1. Определяем величину су по формуле:

су=s2c, мг/м3, где s2 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра и, м/с, и отношения у/х по значению аргумента ty: ty=иу22при и? 5, отсюда следует, что s2=1/ (1+5ty+12,8ty+17ty +45,1ty) 2.

2. Задаем интервалы значений у: 0; 20; 40; 60; 80; 100.

3. Результаты расчета су для значений у сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Для пыли древесной.

у, м

ty

s2

cy, мг/м3

су/ПДК

0

0

1

1,420

0

20

0,078

0,458

0,650

1,300

40

0,312

0,044

0,062

0,124

60

0,703

0,001

0,001

0,002

80

1,250

0,00003

0,00004

0,00008

100

1,953

0,000001

0,000001

0,000002

у, м

ty

s2

cy, мг/м3

су/ПДК

0

0

1

0,298

0

20

0,02

0,819

0,244

1,220

40

0,073

0,458

0,136

0,680

60

0,176

0,172

0,051

0,255

80

0,312

0,044

0,013

0,065

100

0,488

0,008

0,002

0,010

Для NO2

4. На основании таблиц строим графическую зависимость су=ѓ (у), для пыли древесной (Рисунок3), для NO2 (Рисунок 4).5. Устанавливаем по графику, на каком расстоянии достигается ПДК.

Вывод:

Мы определили приземную концентрацию 3В в атмосфере су по перпендикуляру к оси факела выброса на различных расстояниях у при опасной скорости ветра им от точки х=хм, построили график распределения концентраций су=ѓ (у), и установили по графику, на каком расстоянии достигается ПДК.

Задание № 4

Построить поля (изолинии) концентрации в приземном слое атмосферы выбросов 3В одиночного точечного источника, при заданном направлении ветра.

Исходные данные принимаем из заданий 1-3.

Порядок расчета:

1. Задаем величину см мг/м3 при хм, м, из задания 1. см пыль древесная =0,298 мг/м3, смNO2=1,42 мг/м3, при хм пыль древесная = 129,28 м, хм NO2 = 258,56 м.

2. Задаем значения расчетных изолиний концентраций в зависимости от см.

3. Координаты х и у для заданных концентраций принимаем непосредственно из графиков заданий 2 и 3.

загрязняющее вещество приземный слой

4. Первые точки принимаем из задания 2 для значений концентраций вдоль оси факела, т.е. приу=0; другие точки приняты из задания 3 для значений концентраций перпендикулярно оси факела при фиксированном значении х=хм.

5. Из графической зависимости с=ѓ (у) будут получены только точки по одну сторону оси х, по другую сторону концентрации будут такими же, т.к. факел рассеивания симметричен этой оси, то координаты у оставшихся точек принять со знаком " -".

6. Полученные данные сводим в таблицу 3, построим поля концентраций. Для пыли древесной (Рисунок 5), для NO2 (Рисунок 6).

Таблица 3. Для пыли древесной.

Значения концентрации с, мг/м3

Номер точек

Координаты, м

х

у

0,1

1,2

(50,8; 1137,8)

60

0,2

3,4

(63,3; 987,8)

44

0,3

5,6

(115,8; 537,8)

25

0,4

7,8

(162,8; 350,3)

11

Для NO2.

Значения концентрации с, мг/м3

Номер точек

Координаты, м

х

у

0,01

1,2

(75,6; 1360,6)

120

0,02

3,4

(125,6; 1255,6)

80

0,03

5,6

(175,6; 995,6)

65

0,04

7,8

(275,6; 865,6)

40

0,05

9,10

(375,6; 605,6)

20

Значения концентраций с, мг/м3

Номер точек

Координаты, м

х

у

Вывод: Мы построили поля (изолинии) концентрации в приземном слое атмосферы выбросов 3В одиночного точечного источника, при заданном направлении ветра.

Задание №5.

Построить поле (изолинии) концентраций в приземном слое атмосферы для одиночного точечного источника при переборе направлений ветра от 0 до 360 оС. Исходные данные принять из задания 1, 4. Порядок расчета:

1. Примем условно за 0о направление ветра слева направо.

2. За шаг перебора направлений ветра возьмем один угловой градус, откладываемый по часовой стрелке. Тогда ось факела, совпадающая с направлением ветра, тоже сместится на 1о, а вместе с ней и весь факел выброса. В каждой точке местности из двух значений концентраций за расчетное выбираем одно - максимальное.

Рассмотрим это на примере двух точек (рис.1).

Рисунок 1. Определение концентраций в двух точках местности при изменении направления ветра

За первую примем точку с концентрацией с1 = см мг/м3, которая при нулевом направлении ветра u1 имеет координаты х1 = хм м, у1 = 0. Изменим направление ветра на 1о по часовой стрелке. Ось факела сместится, и точка максимальной концентрации см перейдет в точку 2, отстоящую от источника также на расстоянии хм, м. Эта точка будет иметь координаты (х2, у2). При нулевом направлении ветра в данной точке была некая концентрация с2 < см (максимальная расчетная концентрация может быть только в одной точке местности при заданном направлении ветра). При направлении ветра u2 уже в точке 1 концентрация будет меньше см (на такую же величину). Итак, при изменении направления ветра на 1о в точках 1 и 2 существует два значения концентраций. Одно значение см, а другое с < см. Поэтому за расчетное максимальное значение концентрации в каждой из точек принимаем см, мг/м3. Такие рассуждения будут справедливы и для любой другой точки, отстоящей от источника на расстоянии хм м. Следовательно, любая точка на местности при нулевом направлении ветра, не лежащая на оси х (у ? 0), будет иметь концентрацию меньшую, чем точка на таком же расстоянии (радиусе) от источника, лежащая на оси х (у = 0). Таким образом, при переборе направлений ветра от 0 до 360° получим изолинию максимальной концентрации в виде окружности. Аналогичные построения можно сделать на оси х факела для других концентраций с мг/м3. Изолинии концентраций будут иметь вид концентрических окружностей, убывая в обе стороны от значения см с радиусом хм.

Вывод:

Мы построили поле (изолинии) концентраций в приземном слое атмосферы для одиночного точечного источника и при переборе направлений ветра от 0 до 360 оС. увидели, что ось факела, совпадающая с направлением ветра, тоже сместится, а вместе с ней и весь факел выброса. Таким образом, при переборе направлений ветра от 0 до 360° получим изолинию максимальной концентрации в виде окружности.

Задание № 6

Определить предельно допустимое значение максимально разового выброса М, г/с, при котором концентрация загрязняющего вещества в приземном слое см, мг/м3, не будет превышать гигиенического норматива качества атмосферного воздуха ("холодный" и "горячий выброс"). Рассчитать минимально необходимую степень очистки воздуха Е, %, в пылегазоочистном аппарате, в случае превышения нормативов. Исходные данные принять из задания 1.

Порядок расчета:

1. Приравниваем величину См к ПДК: ПДК= неизвестной становится величина М, которую принимаем за ПДВ. "Горячий выброс":

.

"Холодный выброс":

2. Находим необходимую степень очистки Е, %.

3. Аналогичный расчет проводим для "холодного" выброса.

Вывод:

Мы определили предельно допустимое значение максимально разового выброса М, г/с, при котором концентрация загрязняющего вещества в приземном слое см, мг/м3, не будет превышать гигиенического норматива качества атмосферного воздуха ("холодный" и "горячий выброс"), рассчитали минимально необходимую степень очистки воздуха Е, %, в пылегазоочистном аппарате, в случае превышения нормативов.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Нормирование выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду путем установления предельно допустимых выбросов этих веществ в атмосферу. Расчет концентрации двуокиси серы, окислов азота, золы. Мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ.

    контрольная работа [112,5 K], добавлен 19.03.2013

  • Элементы котельной установки. Расчет и предельно допустимые концентрации количества дымовых газов, количеств загрязняющих веществ, загрязнения атмосферного воздуха. Мероприятия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу населенных пунктов.

    курсовая работа [168,5 K], добавлен 07.11.2012

  • Характеристика производственных процессов предприятия. Характеристика источников выделения загрязняющих веществ. Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ по ТЭЦ-12 за 2005 год. Максимально-разовые и валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

    курсовая работа [35,7 K], добавлен 29.04.2010

  • Нормирование вредных выбросов в атмосферу для котельных установок. Расчет концентраций вредных веществ в дымовых газах. Фоновые концентрации загрязняющих веществ. Мероприятия по снижению выбросов оксидов азота и серы. Мокроизвестняковый способ очистки.

    реферат [170,8 K], добавлен 30.09.2013

  • Определение расхода природного газа в котельной. Расчет выбросов окиси углерода и диоксида азота. Исследование концентрации вредных веществ в отходящих газах. Алгоритм расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе для холодных газов.

    контрольная работа [2,0 M], добавлен 14.03.2014

  • Расчет максимальной приземной концентрации, расстояния, на котором достигается максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ, приземной концентрации загрязняющих веществ на различных расстояниях от источника. Предельно допустимые выбросы.

    контрольная работа [72,3 K], добавлен 23.05.2012

  • Анализ приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой газовоздушной смеси. Определение массовых и валовых выбросов в атмосферу. Предприятия черной металлургии как источники загрязнения среды. Технологический процесс производства чугуна.

    контрольная работа [811,6 K], добавлен 05.06.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.