Защита атмосферы от загрязнения веществами содержащимися в вентиляционных выбросах (стр. 2 из 4)
А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, показывающий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере, с2/3 град1/3 мг; применение коэффициента А позволяет связать ПДКмр, выраженную в мг/м3, с ПДВ, имеющим размерность г/с; коэффициент А принимает значения:
- А = 250 – для районов Средней Азии, южнее 40°с.ш., Бурятии и Читинской области;
- А = 200 – для Центральной Европейской части России и Дальнего Востока;
- А = 160 – для Европейской территории России и Урала, севернее 52°с.ш.;
- А = 140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.
F – коэффициент, зависящий от фазово-дисперсионной характеристики выброса и учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Значения безразмерного коэффициента F принимаются:
- для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.д., скорость упорядоченного оседания которых не превышает 0,05 м/с) F = 1;
- для крупнодисперсной пыли и золы при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% F = 2; от 75 до 90% – F = 2,5; менее 75% и при отсутствии очистки – F = 3.
n – коэффициент учета влияния местности или застройки.
m и n – специальные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы; для нагретых выбросов параметр m определяется по формуле:
m = 1 / (0,67 + 0,1 f1/2 + 0,34 f1/3) (1.3)
и лежит в интервале от 0,30 до 1,40.
Параметр f (м/с*град), известный также как критерий «нагретости» выбросов, определяется по формуле:
f = 1000 W2D / H2DT (1.4)
Коэффициент n определяется по формулам 1.5.1-1.5.3 в зависимости от величины вспомогательного параметра Vм, который первоначально рассчитывается по формуле 1.5:
Vм = 0,65 (VDT / H)1/3 (1.5)
при Vм³ 2 n = 1 (1.5.1)
при 0,5 £ Vм< 2 n = 0,532 Vм2 – 2,13 Vм + 3,13 (1.5.2)
при Vм< 0,5 n = 4,4 Vм (1.5.3)
Определив значения ПДВ, рассчитывают ВСВ (г/с) по формуле:
ВСВ = k ПДВ (1.6)
где k – коэффициент превышения ВСВ над ПДВ.
1.2. Классификация выбросов по составу
Классификацию выбросов по составу проводят в соответствии с ГОСТ 17.2.1.01-76 «Охрана природы. Атмосфера. Классификация выбросов по составу (СТСЭВ 1366-78)». Измененная редакция. Изм. № 1. В этом документе указано:
1. Стандарт не распространяется на выбросы, содержащие радиоактивные и биологические вещества (радиоактивная пыль, сложные биологические комплексы, бактерии, микроорганизмы и др.).
2. Выбросы в атмосферу из источников загрязнения характеризуются по 4-м признакам:
1) по агрегатному состоянию:
(А) – газообразные; (К) – жидкие; (Т) – твердые
2) по химическому составу:
| (01) | SO2 | (14) | Углеводороды непредельные |
| (02) | CO | (15) | Углеводороды ароматические |
| (03) | NOх | (16) | Кислородсодержащие органические соединения |
| (04) | F2 и его соединения | (17) | Азотсодержащие органические соединения |
| (05) | CS2 | (18) | Фенол |
| (06) | H2S | (19) | Смолистые вещества |
| (07) | Cl2 | (20) | Кислоты |
| (08) | HCN и цианиды | (21) | Щелочи |
| (09) | Hg и ее соединения | (22) | Свинец и его соединения (в пересчете на Pb) |
| (10) | NH3 | (23) | Сажа |
| (11) | As и его соединения | (24) | Металлы и их соединения |
| (12) | Cумма углеводородов | (25) | Пыль |
| (13) | Углеводороды предельные | (26) | Прочее |
3) по размеру частиц, м:
| (1) | менее 0,5 ´ 10-6 |
| (2) | от 0,5 ´ 10-6 до 3 ´ 10-6 включительно |
| (3) | от 3 ´ 10-6 до 10 ´ 10-6 включительно |
| (4) | от 10 ´ 10-6 до 50 ´ 10-6 включительно |
| (5) | более 50 ´ 10-6 |
4) по массе вещества, кг/ч:
| (1) | менее 1 |
| (2) | от 1 до 10 включительно |
| (3) | от 10 до 100 включительно |
| (4) | от 100 до 1000 включительно |
| (5) | от 1000 до 10000 включительно |
| (6) | более 10000 |
3. Структура построения условного обозначения выбросов должна быть следующей:
При отсутствии какого-либо индекса ставят цифру «0»!
При отсутствии данных о массе выброса вещества m (кг/ч) для классификации выбросов по составу можно использовать следующую формулу:
m = 3,6 b ПДВ (1.7)
где b – коэффициент превышения массы выброса над ПДВ;
ПДВ – предельно допустимый выброс вещества, г/с;
3,6 – переводной коэффициент из г/с в кг/ч.
В ГОСТ приведены примеры классификации выбросов по составу (каким образом надо представлять данные о выбросах):
Выброс, состоящий из смеси окиси углерода с массой 60 кг/ч и паров ароматических углеводородов с массой 5 кг/ч:
А.02.0.3.А.15.0.2.
Выброс, состоящий из сернистого ангидрида с массой 2000 кг/ч, кислоты с размером частиц от 0,5 до 3 мкм и массой 50 кг/ч, сажи с размером частиц 1 мкм и массой 60 кг/ч:
А.01.0.5.К.20.2.3.Т.23.2.3.
1.3. Расчет показателя опасности выброса загрязняющих веществ в атмосферу
Показатель опасности выброса загрязняющих веществ в атмосферу (ПОВа) определяется для каждого загрязняющего вещества по формуле:
ПОВа = Мi Тi / R (1.8)
где Мi- масса годового фактического выброса i-примеси, т/год; в данном случае массу годового выброса можно рассчитать по формуле:
Мi = 29,376 b ПДВ (1.9)
где 29,376 – коэффициент учета времени работы предприятия и массы выброса примеси: 8160*3600/106 = 29,376, где 8160 часов в год – бюджет времени работы предприятия;
b – коэффициент превышения массы выброса над ПДВ;
ПДВ – предельно допустимый выброс вещества, г/с.
Тi- показатель относительной агрессивности (токсичности) i-примеси; рассчитывается по формуле:
Тi = 1 / ПДКмр (1.10)
В том случае, когда сведения о максимально разовой ПДК отсутствуют, можно использовать среднесуточный норматив.
R – коэффициент разбавления выбросов от данного источника, м2/с; определяется по формуле:
R = y Н + 20 (1.11)
где y – безразмерная константа, учитывающая DT; для нагретых выбросов (10°С <DT < 100°С) y = 1,5;
Н - высота источника выброса, м.
При подстановке формул 1.9-1.11 формула 1.8 примет вид:
29,376 b ПДВ
ПОВа = -------------------------- (1.12)
ПДКмр (1,5 Н + 20)
Порядок выполнения работы
1) Вариант задания соответствует № студента по журналу кафедры ПЭ и БТ.
2) Рассчитать ПДВ по формуле 1.1.
3) Рассчитать ВСВ по формуле 1.6.
4) Классифицировать фактические выбросы по составу в соответствии с ГОСТ (п.1.2).
5) Определить ПОВа для каждого ингредиента выброса по формуле 1.12.
6) Сделать вывод о наиболее опасном веществе, содержащемся в выбросах в атмосферу, по величине ПОВа и рекомендовать меры по снижению массы выброса (раздел 4.5 учебного пособия).
7) Для получения зачета по работе № 1 студент письменно (или устно, по указанию преподавателя) отвечает на заданные ему контрольные вопросы.
Вариант задания соответствует № студента по журналу кафедры ПЭ и БТ.
Задание представлено двумя таблицами для каждого студента. В таблице 1 приведены данные о составе выброса, позволяющие провести необходимые расчеты. В таблице 2 приведены характеристики источника выброса и среды и некоторые значимые для расчета параметры.
Бюджет времени работы предприятия принят равным 8160 часов в год (340 суток).
Вариант № 1.
Таблица 1. Данные о составе выброса
| Показатели | Ингредиенты выброса | ||
| пыль | HNO3 | NO2 | |
| ПДКмр, мг/м3 | 0,50 | 0,40 | 0,085 |
| Фоновая концентрация Сф, % от ПДКмр | 25 | 15 | 18 |
| Размер частиц r, мкм | »40 | »5 | нет |
| Показатель F | 2,5 | 1,5 | 1,0 |
| Показатель k для расчета ВСВ | 1,42 | 1,63 | 1,15 |
| Показатель b для расчета ПОВа | 2,53 | 2,24 | 1,63 |
Таблица 2. Характеристики источника выброса и среды
| Н, м | D, м | tОС, оС | t выб, оС | W, м/с | n | А |
| 45 | 4,6 | 29 | 38 | 5,6 | 1,15 | 200 |
Вариант № 2.
Таблица 1. Данные о составе выброса
| Показатели | Ингредиенты выброса | ||
| пыль | HCl | HNO3 | |
| ПДКмр, мг/м3 | 0,50 | 0,20 | 0,40 |
| Фоновая концентрация Сф, % от ПДКмр | 25 | 15 | 10 |
| Размер частиц r, мкм | »50 | нет | »5 |
| Показатель F | 3,0 | 1,0 | 1,5 |
| Показатель k для расчета ВСВ | 1,44 | 1,66 | 1,17 |
| Показатель b для расчета ПОВа | 2,52 | 2,23 | 1,64 |
Таблица 2. Характеристики источника выброса и среды
| Н, м | D, м | tОС, оС | t выб, оС | W, м/с | n | А |
| 55 | 4,6 | 29 | 80 | 6,6 | 1,20 | 200 |
Вариант № 3.
Таблица 1. Данные о составе выброса
| Показатели | Ингредиенты выброса | ||
| пыль | HNO3 | SО2 | |
| ПДКмр, мг/м3 | 0,50 | 0,40 | 0,50 |
| Фоновая концентрация Сф, % от ПДКмр | 20 | 10 | 8 |
| Размер частиц r, мкм | »50 | »5 | нет |
| Показатель F | 3,0 | 1,5 | 1,0 |
| Показатель k для расчета ВСВ | 1,43 | 1,67 | 1,18 |
| Показатель b для расчета ПОВа | 2,54 | 2,26 | 1,63 |
Таблица 2. Характеристики источника выброса и среды