Расчет рассеивания примесей в атмосферном воздухе

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.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Расчетная часть

выброс чугун приземный атмосфера

Задание 1

Определить максимальное значение приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х_М от источника выброса. Построить диаграмму рассеивания. Исходные данные:

- высота трубы Н = 19 м

- диаметр устья D = 0,8 м

- средняя скорость выхода газовоздушной смеси W₀ = 13 м/с

- температура газовоздушной смеси Т_Г = 30°С

- температура атмосферного воздуха Т_В = 27,3°С

- вредное вещество - H₂SO₄;

- ПДК = 0,3 мг/м³;

- мощность выброса в атмосферу вредного вещества М = 1 г/с;

- скорость ветра U(м/с): В - 6; СВ - 5; С - 4; СЗ - 5; ЮЗ - 4; Ю - 2;

ЮВ - 4; З - 3.

Расчет

Определяем коэффициент А, зависящий от температуры стратификации, определяющий условия рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе. Из справочных данных: А = 200.

Определяем разность температур газовоздушной смеси и атмосферного воздуха T по формуле (1)

Определяем объем выбрасываемой газовоздушной смеси по формуле (2):



Определяем дополнительный параметр по формуле (3):

==138,71

Безразмерный коэффициент F, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, учитывая заданное условием вредное вещество, принимаем:

Определяем коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса по формуле (4):

Определяем дополнительный параметр по формуле (5):

Определяем коэффициент , учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса по условию (6):

если , то



Поскольку данные о рельефе местности в условии задачи отсутствуют, безразмерный коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей, принимаем:

Определяем максимальную приземную концентрацию вредных веществ по формуле (7):

Определяем значение опасной скорости ветра на уровне флюгера, при которой имеет место наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе , по условию (8):

т. к. , то

Определяем соотношение



Определяем поправку по условию (9). Поскольку для каждого из направлении



Определяем поправку по условию (10). Поскольку для каждого из направлений

Определяем максимальное значение приземной концентрации вредного вещества для каждого направления ветра по формуле (11):



Определяем коэффициент по формулам (12, 13) и условию (14):

Т. к. , то

Определяем расстояние от источника выброса в направлении среднего ветра, на котором наблюдается величина приземной концентрации вредных веществ по формуле (15):

(15)

Определяем расстояние от источника выброса , на котором, при скорости ветра по направлениям, приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения , по формуле (16):

(16)



По результатам расчета строим диаграмму зависимости расстояния , на котором приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения от скорости ветра для каждого румба в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Диаграмма зависимости от

По результатам расчета можно сделать вывод о том, что наибольшая степень загрязнения (протяженность участка с максимальным значением концентрации вредных веществ) отмечается в восточном направлении.



Задание 2

Рассчитать:

а) максимальную приземную концентрацию при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х_М (м) от источника;

б) величину приземной концентрации вредных веществ в атмосфере по оси факела.

Исходные данные:

- длина аэрационных фонарей ;

- ширина аэрационных фонарей ;

- средняя скорость выхода газовоздушной смеси ;

- мощность выброса в атмосферу вредного вещества ;

- высота от уровня земли до верхней кромки фонаря ;

- расстояние по горизонтали от центра фонаря до расчетной точки ;

- скорость ветра ;

- температура газовоздушной смеси ;

- температура атмосферного воздуха ;

- вредное вещество - CS₂;

- ПДК = 0,0001 мг/м³

Расчет

Определяем объем выбрасываемой газовоздушной смеси по формуле (17):

(17)

Определяем дополнительный параметр по формуле (18):



(18)

Определяем коэффициент по условию (19):

Т. к. , то

Определяем эффективный диаметр устья фонаря по формуле (20):

Определяем дополнительный параметр по формуле (21):

(21)

Определяем коэффициент по формуле (22):

(22)

Значения и ? принимаем равными еди единице и определяем максимальную приземную концентрацию вредных веществ по формуле (7):

(7)



Определяем значение опасной скорости ветра по условию (8):

т. к. , то (8)

Тогда

Определяем поправку r по условию (23).

Т.к. то

Определяем максимальное значение приземной концентрации вредного вещества по формуле (11):

(11)

Определяем коэффициент d по формулам (12, 13) и условию (14):

Т. к. , то

(12)

Определяем расстояние по формуле (15):

(15)



Определяем безразмерную величину по формуле (24):

(24)

Определяем наибольшую концентрацию вредной примеси по формуле (25):

(25)

Определим отношение

Определяем коэффициент по условия (26):

Т.к., то (26)

Определяем величину приземной концентрации вредных веществ в атмосфере по оси факела по формуле (27):



(27)

Задание 3

Определить массовые и валовые выбросы древесины в атмосферу при механической обработке древесины на участке деревообработки.

Исходные данные:

На деревообрабатывающем участке расположены станки, подключенные к системе аспирации (первый источник загрязнения атмосферы - ИЗА-1), данные о которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Станки, подключенные к системе аспирации

Номер источника выделения	Наименование станка	Время работы , мин.	Время работы Т, ч/год
ИВ-1	Станок для раскроя плит с программным управлением ЦТМФ	20	400
ИВ-2	Станок сверлильно-присадочный многошпиндельный горизонтально-вертикальный СГВП - 1А	18	470
ИВ-3	Станок полировальный однобарабанный П1 - Б	10	480
ИВ-4	Линия лакирования нитроцеллюлозными лаками МЛН - 1	12	470
ИВ-5	Станок для промежуточного шлифования лаковой пленки Шл2В	15	460

Эффективность местных отсосов равна 95 %. Перед выбросом в атмосферу воздух очищается от пыли в циклоне типа УЦ со степенью очистки 99,9 %. Неуловленная местными отсосами часть пыли удаляется через общеобменную вытяжную систему вентиляции - крышный вентилятор - ИЗА-2. Одновременно могут работать три станка - либо ИВ-1, -2, -3, либо ИВ-3, -4, -5.

Расчет ИЗА - 1

По справочным данным определяем удельные выделения древесной пыли от каждого станка:

ИВ-1: У = 17,225 кг/ч;

ИВ-2: У = 1,814 кг/ч;