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=иу2/х2при 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 19.03.2013Элементы 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 07.11.2012Характеристика 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 29.04.2010Нормирование 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 30.09.2013Определение 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 14.03.2014Расчет 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 23.05.2012Анализ 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 05.06.2012Расчет выброса загрязняющих веществ от автотранспорта, сварочного и механообрабатывающего производства, складов ГСМ. Показатели работы газоочистных и пылеулавливающих установок. Анализ выбросов загрязняющих веществ от предприятия ООО "Горизонт".
курсовая работа [325,4 K], добавлен 10.05.2011Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы. Расчет масс загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятия. Характеристика газоочистного оборудования. Нормирование сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду.
курсовая работа [724,3 K], добавлен 21.05.2016Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Разработка нормативов предельно допустимых выбросов для производственных помещений предприятия ОАО "Тулачермет".
курсовая работа [4,7 M], добавлен 13.03.2011
