РОЗРАХУНКОВА ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО КУРСОВОї РОБОТИ
НА ТЕМУ:
″РОЗРАХУНОК РОЗСІЮВАННЯ В АТМОСФЕРІ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН, ЩО МІСТЯТЬСЯ У ВИКИДАХ ПІДПРИЄМСТВ ″
Одеса
– 2010
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
| № П/П |
Назва етапів курсового проекту (роботи) |
Строк виконання етапів проекту (роботи) |
Примітки |
| 1 |
Отримання завдання |
||
| 2 |
Ознайомлення з задачею |
2- тиждень |
|
| 3 |
Розрахунок розсіювання викидів з одиничного джерела |
2-3- тиждень |
|
| 4 |
Визначення гранично допустимого викиду |
4- тиждень |
|
| 5 |
Визначення троянди вітрів та санітарно захисну зону |
5-тиждень |
|
| 6 |
Розрахунок викидів через неорганізовані джерела |
6-8- тиждень |
|
| 7 |
Виконання графічної частини |
9- тиждень |
|
| 8 |
Пошук літератури |
10- тиждень |
|
| 9 |
Оформлення курсової роботи |
15 - тиждень |
|
| 10 |
Захист |
тиждень |
АНОТАЦІЯ
У даній курсовій роботі розглянуте рішення однієї із задач нормування антропогенного навантаження на біосферу – визначення ступеня забруднення атмосфери. Розрахунки засновані на існуючих сучасних методиках розрахунку навантаження на біосферу – “Методика розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих речовин, що втримуються у викидах підприємств ОНД-86”.
Розраховані значення концентрацій шкідливих речовин у приземному шарі атмосфери для організованих і неорганізованих джерел викидів, на основі виконаних розрахунків і характерестичних даних про забруднювач виконана побудова санітарно-захисної зони для організованого одиночного джерела викидів. Так само розраховані параметри забруднення атмосфери при розробці корисних копалин кар'єрним способом та їхньому транспортуванню з урахуванням кліматичних особливостей місць локалізації цих копалин. Розраховані викиди основних атмосферних забруднювачів, що виділяються при згорянні твердих побутових відходів.
КЛЮЧОВІ СЛОВА:
ПРИЗЕМНА КОНЦЕНТРАЦΙЯ, НЕОРГАНΙЗОВАНΙ ТА ОРГАНΙЗОВАНΙ ДЖЕРЕЛА ВИКИДΙВ, САНΙТАРНО-ЗАХИСНА ЗОНА, СМОЛОСКИП ВИКИДУ, ГАЗОПОВΙТРЯНА СУМΙШ, ТРОЯНДА ВΙТРΙВ.
УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ І СИМВОЛИ
ГДК – гранично допустима концентрація
ТПВ – тверді побутові відходи
ГДВ – гранично допустимий викид
ЗМІСТ
Вступ
1. Організовані джерела викиду
1.1 Розрахунок розсіювання викидів
1.2 Визначення гранично допустимого викиду
1.3 Визначення границь санітарно – захисної зони
2. Неорганізовані джерела викиду
2.1 Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли через нещільності фланцевих з’єднань
2.2 Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли за рахунок випару з вільної поверхні рідини
2.3 Породні відвали. Розрахунок викидів твердих часток
2.4 Розрахунок викидів при згоранні твердих побутових відходів
Висновки
Список літератури
ВСТУП
У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повітря. Під забрудненням атмосфери розуміють рідкі й тверді часточки та газуваті речовини, що надходять в атмосферу внаслідок побутової та промислової діяльності людей, а також фізіологічного життя людей і тварин у понаднормовій кількості. Забрудненістю атмосфери називають несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково зумовлені діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано впливають на розподіл енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери та умови існування живих організмів.
Основними джерелами забруднення є енергетика(теплові та електричні станції), промислові підприємства, транспорт(в першу чергу - автомобільний), комунальне й сільське господарство та військово – промисловий комплекс. Одним із головних забрудників є спалювання палива в теплоенергетиці. Під час спалювання 1 т вугілля в трубу викидається до 23 кг попелу, 15 кг диоксиду сірки і значна кількість сажі. Це є специфічні домішки, склад яких не завжди піддається ідентифікації.
Радіоактивне забруднення атмосфери – це забруднення атмосферного повітря радіоактивними домішками природного і атмосферного походження. Природне забруднення відбувається внаслідок виділення в атмосферу радіоактивних ізотопів, які утворюються в корі внаслідок розпаду радіонуклідів природних радіоактивних елементів. Джерела антропогенного забруднення – ядерні вибухи, атомна енергетика і промисловість. Ядерні радіоактивні речовини потрапляють в атмосферу, де повітряні течії розносять їх на значні відстані. В атмосфері вони концентруються в основному в аерозолях.
Під впливом атмосферних опадів, сонячної радіації,перенесення повітряних мас, взаємодії з гідросферою й літосферою та діяльності мікроорганізмів атмосферне повітря позбавляється сторонніх домішок (процес самоочищення). Проте в результаті антропогенної діяльності утворюється така велика кількість забруднень, що атмосфера не здатна самоочищатися і відбувається значне накопичення полютантів у повітрі. Тому виникла необхідність нормування стану навколишнього середовища.
Основою для оцінки якості навколишнього середовища слугує ГДК у повітрі робочої зони.
ГДК – максимальний вміст полютантів у природному середовищі, який не знижує працездатності та самопочуття людини, не шкодить її здоров’ю у разі постійного контакту, а також не спричиняє негативних наслідків у нащадків.
Джерела забруднення атмосфери розподіляються на організовані та неорганізовані; за температурою викидних газів - нагріті (температура яких вища від температури атмосферного повітря) та холодні; за ознаками очищення – без очищення (організовані й неорганізовані) та після очищення (організовані).
Організовані – коли забруднюючі речовини викидаються в атмосферу через спеціально споруджені труби й газовідводи. Неорганізовані – викиди неспрямованих потоків, що надходять в атмосферу через нещільності, щілини, погрішності обладнання.
Основним документом, що регламентує розрахунок розсіювання приземних концентрацій викидів промислових підприємств є «Методика розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих речовин, які містяться у викидах підприємств.ОНД-86». В основу методики покладена умова, при якій найбільша концентрація кожної шкідливої речовини См
(мг/м3
) у приземному шарі атмосфери не повинна перевищувати максимальної разової гранично допустимої концентрації (ГДК) даної шкідливої речовини в атмосферному повітрі.
Метою курсової роботи є освоєння методики розрахунку концентрацій шкідливих речовин в атмосферному повітрі, якi містяться у викидах підприємств.
Найпоширенішими забрудниками, що надходять з промисловими викидами є: попіл, сажа, оксид цинку, силікати, хлорид плюмбуму, сірчистий та сірчаний ангідриди, гідроген сульфід, альдегіди, вуглеводні, смоли, оксиди нітрогену, аміак, озон, оксиди карбону, фторид і хлорид гідрогену, радіоактивні гази й аерозолі.
За останні десятиріччя масштаби техногенних викидів в атмосферу істотно зросли і за розмірами наближаються до їх природних надходжень, або, за деякими інгредієнтами, перевищують їх. В атмосферу викидається все більше ксенобіотиків, від яких вона не встигає очищатися.
На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов’язана з навколишнім світом. Але з того моменту як з’явилося високорозвинуте індустріальне суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширився обсяг цього втручання, воно стало різноманітним і зараз погрожує стати глобальною небезпекою для людства.
РОЗДІЛ 1. ОРГАНІЗОВАНІ ДЖЕРЕЛА ВИКИДУ
1.1 Розрахунок розсіювань викидів з одиночного джерела
Вихідні данні:
| Речовина |
М, г/с |
, |
Н, м |
D, м |
u, м/с |
, |
ГДК |
м |
Координати джерела |
|
| х |
у |
|||||||||
| CO |
0.713 |
2.5 |
50 |
0.8 |
6.1 |
185 |
3.000 |
500 |
900 |
900 |
Максимальна приземна концентрація шкідливих речовин для викиду нагрітої газоповітряної суміші з одиночного джерела з круглим гирлом за несприятливими метеорологічними умовами на відстані Хм
(м) від джерела, повинна визначатися за формулою:
(1.1)
де А − коефіцієнт, залежний від температурної стратифікації атмосфери і визначаючий умови вертикального і горизонтального розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі,
М − кількість шкідливої речовини, викинутої в атмосферу, г/с;
F − безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість осідання шкідливої речовини в атмосферному повітрі;
m і n − безрозмірні коефіцієнти, які враховують умови виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду;
Н − висота джерела над рівнем землі, м;
Т − різниця між температурою газоповітряної суміші, що викидається, Тr
і температурою навколишнього атмосферного повітря Тв
, град.;
V1
− об’єм газоповітряної суміші,
Об’єм газоповітряної суміші знаходиться за формулою:
де D − діаметр гирла джерела викидів, м;
w0
− середня швидкість виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду, м/c;
Розрахуємо за формулою (1.2):
(м/c)
Коефіцієнт А() повинен прийматись для несприятливих метеорологічних умов, при яких концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі від джерела викиду досягає максимального значення (для України −200).
Величини М та V1
повинні визначатися розрахунком в технологічній частині проекту чи приймати згідно з діючими для даного виробництва нормативами.
Величину Т (С) слід визначати, приймаючи температуру навколишнього атмосферного повітря по середній температурі зовнішнього повітря найбільш спекотного місяця (25,2 С ),а температуру викинутоi в атмосферу газоповітряної суміші − по дійсним для підприємства технічних нормативам.
Т = = 185 – 25,2 =159,8 С
Значення безрозмірного коефіцієнта F повинна прийматися:
а) для газоподібних шкідливих речовин та мілкодисперсних аерозолей−1;
б) для пилу та золи, якщо середній експлуатаційний коефіцієнт очистки дорівнює: не менш 90% ―2; від 75 до 90% ―2,5; менше 75% ―3.
Безрозмірний коефіцієнт m визначається за формулою:
(1.3)
в залежності від параметра, f що визначається за формулою:
(1.4)
Значення безрозмірного коефіцієнту n обчислюється по формулі (1.6)
в залежності від параметру обчислюємого по формулі (1.7).
При
n = (1.5)
де
(1.6)
Розрахуємо за формулою (1.6):
Отримане значення попадає в інтервал , розраховуємо за формулою (1.5):
n =
З отриманих даних можна розрахувати f по формулі (1.4):
(м/с2
∙град)
А також m по формулі (1.3):
Тепер можна розрахувати по формулі (1.1):
(мг/м3
)
Максимально приземна концентрація шкідливих речовин при несприятливих метеорологічних умовах досягається на осі факелу викидів ( в напрямку середнього вітру за період, який розглядається) на відстані (м) від джерела викиду.
Величина повинна визначатися по формулі :
(1.7)
де d – безрозмірна величина, яка визначається по формулам :
при
(1.8)
Коли безрозмірний коефіцієнт , величина визначається по формулі:
(1.9)
Отримане значення попадає в інтервал , розраховуємо за формулою (1.20):
Отримав значення d ми можемо розрахувати по формулі (1.7):
(м)
Небезпечна швидкість повітря (м/с) на рівні флюгера (звичайно 10 м від рівня землі), при якій має місце найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі , повинна визначатися за формулою:
при , (1.10)
=1,2995
Максимальна приземна концентрація шкідливої речовини (мг/) при несприятливих метеорологічних умовах та швидкості (м/c), яка відрізняється від небезпечної швидкості вітру , в атмосферному повітрі , повинна визначатися по формулі:
, (1.11)
де r - безрозмірна величина, яка визначається в залежності від відношення по формулам:
при ;
, (1.12)
;
(мг/)
Відстань від джерела викиду (м), на якому при швидкості вітру u і несприятливих метеорологічних умовах приземна концентрація досягається максимального значення (мг/), повинна визначатися за формулою:
(1.13)
де р – безрозмірна величина, яка визначається в залежності від відношення
по формулам:
при
(1.14)
(м)
Значення приземних концентрацій шкідливих речовин С в атмосфері по осі факелу викиду на різних відстанях від джерела повинні визначатися за формулою:
(1.15)
де - безрозмірна величина, яка визначається при небезпечній швидкості вітру в залежності від відношення по формулам:
при .0
, (1.16)
при .0
, (1.17)
Результати обчислень приведені у таблиці 1.1
Таблиця 1.1
| Х |
Хм |
Х/Хм |
S1
|
C1
|
| 0 |
354.715 |
0 |
0 |
|
| 25 |
354.715 |
0.0705 |
0.0271 |
0.00032 |
| 50 |
354.715 |
0.14096 |
0.0982 |
0.0011 |
| 75 |
354.715 |
0.2114 |
0.19899 |
0.0023 |
| 90 |
354.715 |
0.2537 |
0.2683 |
0.0031 |
| 115 |
354.715 |
0.3242 |
0.39095 |
0.0046 |
| 140 |
354.715 |
0.3947 |
0.5157 |
0.006 |
| 165 |
354.715 |
0.4652 |
0.6332 |
0.0074 |
| 190 |
354.715 |
0.5356 |
0.7395 |
0.0087 |
| 225 |
354.715 |
0.6343 |
0.8579 |
0.01004 |
| 250 |
354.715 |
0.7048 |
0.9198 |
0.0108 |
| 275 |
354.715 |
0.7753 |
0.9625 |
0.0113 |
| 300 |
354.715 |
0.8457 |
0.9865 |
0.0115 |
| 325 |
354.715 |
0.9162 |
0.9974 |
0.0117 |
| 354.715 |
354.715 |
1 |
1 |
0.0117 |
| 380 |
354.715 |
1.0713 |
0.9833 |
0.0115 |
| 405 |
354.715 |
1.1418 |
0.9662 |
0.0113 |
| 430 |
354.715 |
1.2122 |
0.9488 |
0.0111 |
| 455 |
354.715 |
1.2827 |
0.9309 |
0.0109 |
| 475 |
354.715 |
1.3391 |
0.9164 |
0.0107 |
| 500 |
354.715 |
1.4096 |
0.898 |
0.0105 |
Аналогічно визначається значення концентрації шкідливих речовин на різних відстанях по осі смолоскипу за інших значень швидкості вітру U та несприятливих метеорологічних умовах. Концентрація шкідливої речовини визначається множенням на S1
.
Результати розрахунку значень та S1
наведені в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2
| Х |
Хмn |
Х/Хмn |
S1
|
C2 |
| 200 |
774.0236 |
0.2584 |
0.2755 |
0.0011 |
| 225 |
774.0236 |
0.2907 |
0.3319 |
0.0013 |
| 250 |
774.0236 |
0.323 |
0.3889 |
0.0016 |
| 300 |
774.0236 |
0.3876 |
0.5034 |
0.002 |
| 400 |
774.0236 |
0.5168 |
0.7125 |
0.0029 |
| 500 |
774.0236 |
0.672 |
0.8845 |
0.0035 |
| 550 |
774.0236 |
0.7106 |
0.924 |
0.0037 |
| 600 |
774.0236 |
0.7752 |
0.9623 <
br /> |
0.0038 |
| 650 |
774.0236 |
0.8398 |
0.9856 |
0.0039 |
| 700 |
774.0236 |
0.9044 |
0.9968 |
0.0039 |
| 750 |
774.0236 |
0.969 |
0.999 |
0.004 |
| 774.0236 |
774.0236 |
1 |
1 |
0.004 |
| 800 |
774.0236 |
1.0336 |
0.9922 |
0.0039 |
| 825 |
774.0236 |
1.0659 |
0.9846 |
0.0039 |
| 875 |
774.0236 |
1.1305 |
0.969 |
0.0038 |
| 900 |
774.0236 |
1.1628 |
0.9611 |
0.0038 |
| 1000 |
774.0236 |
1.292 |
0.9285 |
0.0037 |
За даними таблиць 1.1. та 1.2 будуємо графік залежності зміни концентрації за віссю смолоскипа викиду
1.2 Знаходження гранично допустимого викиду
Відповідно до вимог ДЗСВ 17.2.3.02-78 для кожного проектованого та діючого промислового підприємства встановлюється гранично допустимий викид шкідливих речовин у атмосферу при умові, що ці викиди від даного джерела у сукупності з іншими джерелами (з урахуванням перспективи їх розвитку) не створять приземну концентрацію, яка перевищує ГДК .
Гранично допустимий нагрітий викид шкідливої речовини в атмосферу ГДР (г/с), з одиночного джерела (труби), при якому забезпечується не перевищення ГДК концентрація його в приземному шарі повітря, повинен визначатися за формулою:
Розрахуємо ГДР:
(г/с)
1.3 Визначення границь санітарно-захисної зони для підприємств
Вимогами “Санітарних норм проектування промислових підприємств СН 245-71” передбачено, що об’єкти, що являються джерелами викиду у навколишнє середовище шкідливих і неприємно пахучих речовин, варто відокремити від житлової забудови санітарно-захисними зонами. Їх розмір встановлюють у залежності від потужності підприємства, умов здійснення технологічного процесу, характеру і кількості шкідливих речовин, що виділяються у навколишнє середовище. Відповідно до класифікації промислових підприємств у залежності від відокремлених шкідливостей встановлено 5 санітарно-захисних зон; для підприємств 1 класу – 1000м; 2 класу – 500м; 3 класу – 300м; 4 класу – 100м; 5 класу – 50м.
Розмір санітарно-захисної зони L повинен уточнюватися як у бік збільшення, так і в бік зменшення у залежності від троянди вітрів району розташування підприємства за формулою:
,
де - розрахункова відстань (м) від джерела викиду до границі санітарно-захисної зони;
Р – середньорічна повторюваність напрямків вітрів розглянутого румба,
Р0
– повторюваність напрямків вітрів одного румба при круговій троянді вітрів (Р0
=12.5%).
Повторюваність напрямків вітру і штилів (%) для Одеси наведена у табл.(1.3)
Повторюваність напрямків вітру і штилів (%)
Таблиця1.3
| Пн. |
Пн.Сх. |
Сх. |
Пд.Сх. |
Пд. |
Пд.Зх |
Зх. |
Пн.Зх |
Штиль |
| 18 |
12 |
10 |
8 |
14 |
11 |
11 |
16 |
1 |
Розрахуємо відстань по кожному з напрямків вітру:
LПн =
LПн.Сх =
LСх =
LПд.Сх =
LПд =
LПд.Зх =
LЗх =
LПн.Зх =
Lштиль =
У цьому розділі розраховано при заданій та небезпечній швидкостях вітру максимально приземну концентрацію шкідливої речовини та визначено відстань по якій воно досягається. Розраховано значення гранично допустимого викиду. Визначено значення приземних концентрацій шкідливої речовини за вісьма смолоскипами на різних відстанях від джерела.
РОЗДІЛ 2. НЕОРГАНІЗОВАНІ ДЖЕРЕЛА ВИКИДУ
2.1 Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли через нещільності фланцевих з’єднань
Знаходимо об’ємні частки складників газової суміші:
де аі
– масова частка компонентів суміші у трубопроводі;
Мі
- відносно молекулярна маса складників газової суміші.
n(Н2
)=
n(СО)=
n(СН4
)=
Абсолютний тиск газової суміші у трубопроводі:
Pabc
= Pнадл
+ В, (2.1)
де Рнадл
– надлишковий тиск, Па;
| |
| |
В – тиск зовнішнього середовища, Па;
Ра
б
с
= 209030.0 + 101325.0 = 310355.0 (Па)
Парціальний тиск складників газової суміші, Па:
Pi
= ni
∙Pa
б
c
, (2.2)
Р(Н2
) =0.9188∙310355.0=285154.174 (Па)
Р(СО) =0.0087∙310355=2700.0885 (Па)
Р(СН4
) =0.0725∙310355=22500.7375(Па)
Концентрація складників газової суміші, мг/м3
, (2.3)
де t – температура газової суміші у трубопроводі.
(мг/м3
)
(мг/м3
)
(мг/м3
)
Густина газової суміші у трубопроводі,
, (2.4)
(кг/м3
)
Молекулярна маса газової суміші у трубопроводі:
(2.5)
(г/моль)
Об’єм газів у трубопроводі, м3
:
V = 0.7850∙d2
∙L (2.6)
де d – діаметр трубопроводу;
L – довжина трубопроводу.
V = 0.7850∙0.0121∙160=1.5198 (м3
)
Коефіцієнт негерметичності фланцевих з’єднань цехового трубопроводу m приймається рівним 0,0010.
Кількість газової суміші (г/ч), що виділяється через нещільності фланцевих з’єднань трубопроводу розраховується за формулою:
(2.7)
(г/ч)
Об’єм газової суміші (м3
/г), що виділяється через нещільності фланцевих з’єднань трубопроводу розраховується за формулою:
, (2.8)
(м3
/г)
Кількість газової суміші складників, що виділяється через нещільності фланцевих з’єднань трубопроводу розраховується за формулою (г/ч):
Gi
= Vсм
∙Сі
(2.9)
G(H2
) = 0.0062∙205567.914 = 1.2745
G(СО) = 0.0062∙27250.949 = 0.1689
G(СH4
) = 0.0062∙129766 = 0.8046
2.2 Визначення кількості шкідливих речовин, що надійшли за з вільної поверхні рідини за рахунок випару
Кількість шкідливих речовин, що випаровуються з вільної поверхні рідини (при збереженні у відкритих резервуарах, просоченні, промиванні, розливі й т.п.) залежить від її властивостей, температури, площі дзеркала випару, тривалості випару й рухливості повітря. Процес переносу паркої речовини від джерела випару в навколишнє середовище може бути дифузійним, а також обумовленим природною або змушеною конвекцією.
Розглянемо випадок випару шкідливих речовин з вільної поверхні при плівковому режимі. При такому режимі біля поверхні рідини створюється плівка нерухомого повітря порівняно великої товщини. Перенос речовини з поверхні через цю плівку забезпечується дифузією.
Знаходимо мольні частки складових рідини:
(2.10)
де Мi
- відносні молекулярні маси складові рідини;
Знаходимо суми:
Мольні частки:
n(H2
O)=
n(C6
H6
)=
n(C2
H4
Cl2
)=
Парціальний тиск насичених пар компонентів над чистими рідкими речовинами:
(2.11)
де А, В, С - емпіричні коефіцієнти, значення яких для кожного компонента суміші рідини представлене в табл. 2.1.
Таблиця 2.1
| Речовина |
А |
В |
С |
| Вода |
7. 9608 |
1678 |
230 |
| Бензол |
6. 912 |
1214.6 |
221.2 |
| Дихлоретан |
7. 184 |
1358.5 |
232 |
Знаходимо парціальний тиск:
Для води:
=1.85898
Для бензолу:
=2.3493
Для дихлоретана:
=2.2797
9634.1109(Па)
29791.7053(Па)
25380.3741(Па)
Знаходимо парціальний тиск пару компонентів над сумішшю рідини:
(2.12)
Р(Н2
О)=0,7799 ∙ 9634.1109 = 7513.6431 (Па).
Р(С6
Н6
)=0,1334∙ 29791.7053=3974.2135 (Па).
Р(С2
Н4
Сl2
)=0,0868 ∙ 25380.3741=2203.0165 (Па).
Коефіцієнт дифузії парів компонентів при t= 0°С и Р = 101308 Па,
D0
(Н2О)= 18.8·10-6
()
D0 (С6
Н6
) =9.05·10-6
()
D0 (С2
Н4
Сl2
) = 8.02·10-6
()
Коефіцієнт дифузії парів компонентів при заданій температурі t, °С і
Р = 101325 Па:
(2.13)
Розрахуємо коефіцієнти дифузії:
D1
(Н2
О) = 18.8000·10-6
· =25.5035·10-6
.
D1
(С6
Н6
) = 9.0500·10-6
· =12.27696·10-6
.
D1
(С2
Н4
Сl2
) = 8.0200·10-6
· =10.8797·10-6
.
Площа поверхні випару в апарату, м2
:
Fап
=0.7850·d 2
ап
=0.7850·1.22
=1.1304 (м2
) (2.14)
Площа люка:
Fл
= 0.7850d2
Л
=0.7850·0.42
=0.1256 (м2
) (2.15)
Далі, розраховуємо відношення Fл
/Fап
залежно від якого, по табл. 2.2, вибираємо коефіцієнт k2
,враховуючий ступінь закриття поверхні випару:
Таблиця 2.2
| Fл
|
0.0001 |
0.001 |
0.01 |
0.1 |
0.5 |
0.8 |
>0.8 |
| K2
|
0 |
0.01 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.6 |
1.0 |
0.1111 k2
=0.2
Коефіцієнт, що враховує зниження температури поверхні випару, для води k1
= 1.3, бензолу k1
=1.3, дихлорэтана k1
= 1.3. Глибина, рахуючи від верхнього краю люка до поверхні рідини:
h=Hап
(1.0-k3) (2.16)
де k3 – ступінь заповнення рідиною апарату.
h=2.2 ∙ (1.0-0.7) =0.66 (м).
Концентрації складової газової суміші, мг/м3
:
. (2.17)
Знаходимо концентрації:
Для води:
C= =51048.8286 (мг/м3
).
Для бензолу:
C= =117020.7165 (мг/м3
).
Для дихлорэтана:
C= =82332.2342 (мг/м3
).
Парціальний тиск компонентів газової суміші у зовнішньому середовищі:
(2.18)
Р(С6
Н6
) = 0 Р(С2
Н4
Сl2
) = 0
де - вологість повітря, %;
(2.19)
де t – температура рідини та газового середовища в апараті.
Кількість компонентів газової суміші, що виділяються з поверхні випару й надходять у зовнішнє середовище через люк, г/ч:
(2.20)
де В - тиск зовнішнього середовища , Па, В=101325.
G(Н2
О)= =
0.1068(г/ч)
G(C6
Н6
)= =
=0.0545(г/ч)
G(C2
H4
Cl2
)=
∙ = =0.0187 (г/ч)
2.3 Породні відвали. Розрахунок викидів твердих часток
Розглянемо шахту, яка має плоский діючий негорючий породній відвал. Порода постачається автосамоскидами та планується бульдозером. Пилегніт на даному відвалі не використовується.
Визначимо коефіцієнт ko
, що враховує вологість породи по таблиці 2.3.
Таблиця 2.3
| φ,% |
до 0.5 |
0.5-1.0 |
1.0-3.0 |
3.0-5.0 |
5.0-7.0 |
7.0-8.0 |
8.0-9.0 |
9.0-10 |
>10.0 |
| k0
|
2.0 |
1.5 |
1.3 |
1.2 |
1.0 |
0.7 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
ko
=1.2
Визначаємо коефіцієнт k1
враховуючу швидкість вітру (табл. 2.4).
Таблиця 2.4
| u, м/с |
До 2.0 |
2.0-5.0 |
5.0-7.0 |
7.0-10.0 |
| k1
|
1.0 |
1.2000 |
1.4000 |
1.7000 |
u=5.5 м/с k1
=1.4.
Питоме виділення твердих часток з 1 кг породи, що подається у відвал, g, г/м3
: для бульдозера – 5.6; для розвантаження автосамоскидом –10.0.
Кількість твердих часток, що виділяються при формуванні відвала, т/рік:
(2.21)
де V – кількість щорічно подаваємої у відвал породи, м3
(т/рік).
Кількість твердих часток, що виділяються при формуванні відвала, г/с:
= =0.04732 (г/с) (2.22)
Кількість твердих часток, що здуваються з поверхні породного відвала, т/рік:
Моc
= 86.4000k0
k1
k2
F·w0·
г·(365.0-n) (2.23)
де г - коефіцієнт здрібнювання гірської маси (приймається рівним 0.1);
w0
- питома здуваємість твердих часток з поверхні, що порошить, відвала (приймається рівної 0.1·10-6
).
n – кількість днів з стійким сніжним покровом
Моc
= 86.4000·1.2·1.4·1.0·11000·0.1000·10-6
·0.1000· (365.0-160)=3.2732 (т/рік).
Кількість твердих часток, що здуваються з поверхні породного відвала, г/с:
Моc1
=k0
k1
k2
F·10-5
(2.24)
Моc1
=1.2·1.4·1.0·11000.0·10-5
=0.1848(г/с)
Викид твердих часток з даного відвала, т/рік:
Мо=Моф
+Моc
(2.25)
Мо = 1.6039+3.2732=4.8771(т/рік).
Викид твердих часток з даного відвала, г/с:
Мо1
=Моф1
+Мо c1
(2.26)
Мо1
=0.04732+0.1848=0.23212(г/с).
2.4 Розрахунок викидів при згорянні твердих побутових відходів
Розрахунок викидів шкідливих речовин у результаті згоряння твердих побутових відходів виробляється по формулі:
Gi
=mVgi
(2.27)
де m- розрахункова насипна маса твердих побутових відходів (приймається рівної 0.25 т/м3
);
V - обсяг згорілих твердих побутових відходів (ТПВ),
gi
- питомі викиди забруднюючих речовин, т/т згорілих ТПВ (визначаються по табл. 2.5);
Питомі викиди забруднюючих речовин при горінні твердих побутових відходів.
Таблиця 2.5
| Найменування забруднюючої речовини |
Питомий викид, т/т згорілих ТПВ |
| Тверді речовини |
0. 001250 |
| Діоксид сірки |
0. 003000 |
| Оксиди азоту |
0. 005000 |
| Оксид вуглецю |
0. 025000 |
| Сажа |
0. 000625 |
Таблиця 2.6
| Забруднююча речовина |
V |
m |
g |
G, т |
| Тверді речовини |
600 |
0.2500 |
0.001250 |
0.1875 |
| Діоксид сірки |
600 |
0.2500 |
0.003000 |
0.45 |
| Оксиди азоту |
600 |
0.2500 |
0.005000 |
0.75 |
| Оксид вуглецю |
600 |
0.2500 |
0.025000 |
3.75 |
| Сажа |
600 |
0.2500 |
0.000625 |
0.09375 |
У цьому розділі визначено кількість шкідливих речовин, що надійшли через нещільності з’єднань та через випаровування з люку. Розраховано кількість викидів твердих часток через породні відвали, при згоранні ТПВ.
ВИСНОВКИ
У даній роботі були розраховані концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, які надходять з викидами підприємств.
У першому розділі розглянуті організовані джерела викиду: розраховано значення максимальної приземної концентрації шкідивих речовин для викиду нагрітої повітряної суміші при несприятливих метеорологічних умовах та заданій швидкості вітру (; ); визначені межі санітарно – захисної зони для підприємства за допомогою троянди вітрів району його місцезнаходження; розраховано значення ГДК = 183.3307 (г/с).
Неорганізовані джерела викиду розглянуті у другому розділі: визначена кількість шкідливих речовин, що надійшли через нещільності фланцевих з’єднань (G(H2
) = 1.2745 г/ч, G(СО) = 0.1689 г/ч, G(СH4
) =0.8046 г/ч); розраховано кількість шкідливих речовин, що надійшли за рахунок випаровування з вільної поверхні рідини (G (Н2
О) = 0.1068г/ч, G(C6
Н6
) = 0.0545г/ч, G(C2
H4
Cl2
) = 0.0187 г/ч ); визначена кількість викидів твердих часток в атмосферу з розглянутого породного відвалу (Мо = 4.8771 т/рік, Мо1
= 0.23212 г/с); також було розглянуто розрахунок кількості викидів при згоранні ТПВ.
У графічній частині представлені графіки зміни концентрації по осі смолоскипу викиду та зображення розрахованої санітарно-захисної зони.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1.Запольський А.К.,Салюк А.І. Основи екології: Підручник/За ред. К.М.Ситника. – 3-тє вид.,стер. – К.: Вища шк.,2005. – 382 с.: іл.
2. Берлянд М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосфери. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
3. Кучерявий В.П. Урбоекологія. – Л.: Світ, 1991. – 360 с.
4. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредних веществ и выбросов предприятий. ОНД – 86. Госкомгидромет. – Л.: Гидрометеоиздат,
1987.
5. Кучерявий В. П. Екологія. – Львів: світ, 2001.
6. Корабльова А. І. Екологія: Взаємовідносини людини і середовища. Дніпропетровськ: «Центр економічної освіти», 2001.