Размещено на http://www.allbest.ru/

• Содержание
• Задача 1. Расчет валового выброса вредных веществ от автотранспорта по территории города за год
• Задача 2. Расчет снижения годового валового выброса вредных веществ
• Задача 3. Платежи за выбросы в атмосферный воздух
• Задача 4. Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива
• Литература

Задача 1. Расчет валового выброса вредных веществ от автотранспорта по территории города за год

Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода - СО, оксидов азота - NO_x, углеводородов - СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные данные:

? годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС - L_x; грузовых автомобилей дизельных - L_y; автобусов бензиновых - L_z; автобусов дизельных - L_w; легковых автомобилей - L_r;

? пробеги внутри перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л - 24%, 1,3-1,8 л - 65%, 1,8 л и более - 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т - 18%, 2,0-5,0 т - 68%, 5,0-8,0 - 11%, 8,0 т и более - 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т - 4%, 5,0-8,0 т - 5%, 8,0-16,0 т - 76%, 16,0 т и более - 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) - 2%, малого класса (6,0-7,5 м) - 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) - 63% (в том числе маршрутные - 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) - 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса - 1%, большого класса - 44%, особо большого класса - 55%;

? пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных средств и поправочные коэффициенты (коэффициенты влияния) задаются.

Таблица 1

Годовые пробеги АТС по территории города, млн. км

№ п/п	Lx	Ly	Lz	Lw	Lr
79	867,2	84,33	399	38	1000



Результаты расчетов представляются в виде итоговой таблицы.

Решение:

Для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го тип

, т

где m_ikg- пробеговый выброс i-ro вредного вещества грузовыми автомобилями k-ro класса (k-ой грузоподъемности) с двигателями g-гo типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см.табл. 1.2);

L_kg - пробег грузовых автомобилей k-ro класса с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;

K_nig - коэффициент учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега;

K_rig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ грузовыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (только для движения по населенным пунктам);

K_tig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния грузовых автомобилей.

Грузовые автомобили с бензиновым ДВС - L_x. В формуле учитываем, что данного автотранспорта 18% от всего количества грузовых автомобилей (умножаем на 0,18)

Для автобусов k-го класса с двигателем g-го типа, использующимся на перевозках h-го типа

, т

где m_ikg - пробеговый выброс I-го вредного вещества автобусом k-ro класса (k-го габарита) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см. табл. 1.3);

L_kgh - пробег автобусов k-ro класса с двигателями g-го типа при использовании в качестве маршрутного или на других видах перевозок при движении по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;

K_kgh - коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от вида перевозок;

K_rig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ автобусами при движении по территорий населенного пункта (только для движения по населенным пунктам);

K_tig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автобусов.

Автобусы бензиновые - L_z. особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) - 2% - считаем, что автобусы не маршрутные.

Для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа

, т

где m_ikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми автомобилями k-ro класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне его, г/км (см.табл.1.1);

L_kg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории населенного пункта или вне его, млн.км;

K_rig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в формулу только при расчете движения по населенным пунктам);

К_tig - коэффициент, учитывающий влияние технического состояния легковых автомобилей. Полученные результаты внесем в таблицу 2 отчета.

Таблица 2

Результаты расчета

Группы и классы АТС	Выброс СО	Выброс СH	Выброс NOx	CO+CH+NOx
	т	%*	т	%	т	%	т	%
Легковые с бензиновым ДВС рабочим объемом
менее 1,3	4165,56	0,21	686,25	0,20	293,28	0,20	5145,09	0,21
1,3-1,8	12865,13	0,66	2301,10	0,68	916,50	0,62	16082,73	0,66
1,8 и более	2344,65	0,12	419,37	0,12	279,18	0,19	3043,20	0,13
Итого	19375,34	17,01	3406,72	27,90	1488,96	20,05	24271,02	18,17
Грузовые с бензиновым ДВС грузоподъемностью
0,5-2,0т	4156,65	0,08	718,22	0,13	214,82	0,09	5089,69	0,08
2,0-5,0т	37544,20	0,71	3750,73	0,69	1591,84	0,66	42886,77	0,70
5,0-8,0т	8451,85	0,16	710,01	0,13	464,52	0,19	9626,38	0,16
8,0 т и более	3079,70	0,06	288,70	0,05	137,70	0,06	3506,10	0,06
Итого	53232,40	46,72	5467,66	44,78	2408,88	32,44	61108,94	45,75
Грузовые с дизельными двигателями грузоподъемностью
2,0-5,0т	9,76	0,03	5,51	0,03	20,87	0,02	36,14	0,03
5,0-8,0т	13,95	0,04	8,14	0,04	36,26	0,04	58,34	0,04
8,0-16,0т	258,35	0,76	152,21	0,76	647,89	0,75	1058,45	0,75
16,0 т и более	58,84	0,17	33,80	0,17	156,50	0,18	249,13	0,18
Итого	340,90	0,30	199,65	1,64	861,52	11,60	1402,06	1,05
Автобусы с бензиновыми ДВС прочие
Менее 5 м	134,23	0,01	31,68	0,03	12,67	0,01	178,58	0,01
6,0-7,5 м	3281,22	0,24	278,55	0,24	193,24	0,22	3753,00	0,24
8,0-9,5 м	10508,10	0,75	860,21	0,73	658,60	0,76	12026,91	0,75
Итого	13923,54	12,22	1170,44	9,59	864,51	11,64	15958,49	11,95
Автобусы с бензиновыми ДВС маршрутные
8,0-9,5 м	13510,41	0,50	938,41	0,51	874,85	0,60	15323,68	0,51
10,5-12,0 м	13295,32	0,50	917,56	0,49	583,52	0,40	14796,40	0,49
Итого	26805,73	23,53	1855,98	15,20	1458,37	19,64	30120,07	22,55
Автобусы с дизельными ДВС маршрутные
8,0-9,5 м	2,31	0,01	0,96	0,01	2,96	0,01	6,23	0,01
10,5-12,0 м	110,83	0,44	48,07	0,44	143,06	0,42	301,96	0,43
Более 12,0 м	141,37	0,56	60,08	0,55	196,70	0,57	398,15	0,56
Итого	254,51	0,22	109,11	0,89	342,72	4,62	706,34	0,53
Всего выбросы вредных веществ	113932,42		12209,54		7424,96		133566,92

Выводы:

Грузовые автомобили с бензиновым двигателем дают наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме всех компонентов (СО, СH, NO_X) - 45,75 %.

Грузовые автомобили с бензиновым двигателем дают наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду углерода (СО) - 46,72 %.

Грузовые автомобили с бензиновым двигателем дают наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксидам азота (NO_x) - 32,44 %.

Задача 2. Расчет снижения годового валового выброса вредных веществ

Рассчитать снижение годового валового выброса вредных веществ (оксида углерода - СО, оксидов азота - NO_x, углеводородов - СН) от автотранспорта в случае строительства объездной дороги.

Исходные данные следующие:

Годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС - L_x; грузовых автомобилей дизельных - L_y; автобусов бензиновых - L_z; автобусов дизельных - L_w; легковых автомобилей - L_r (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице.);

Пробеги в нутрии перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка: легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее 1,3 л - 24%, 1,3-1,8 л - 65%, 1,8 л и более - 11%; грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5-2,0 т - 18%, 2,0-5,0 т - 68%, 5,0-8,0 - 11%, 8,0 т и более - 3%; грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0-5,0 т - 4%, 5,0-8,0 т - 5%, 8,0-16,0 т - 76%, 16,0 т и более - 15%; автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5 м) - 2%, малого класса (6,0-7,5 м) - 15%, среднего класса (8,0-9,5 м) - 63% (в том числе маршрутные - 50% от общего количества автобусов данного класса), большого класса (10,5-12,0 м) - 20%, (все маршрутные); автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса - 1%, большого класса - 44%, особо большого класса - 55%. Снижение пробегов по территории города составит 85% прогнозируемых пробегов по объездной дороге.

Таблица 3

Годовые пробеги АТС по объездной дороге, млн. км

№ п/п	Lx	Ly	Lz	Lw	Lr
79	122,2	24,9	7,1	6,5	4,8

Результаты расчета представить в таблицу

Решение:

Снижение пробегов по территории города составит 85% от прогнозируемых пробегов по объездной дороге и вычисляются по формуле:

L_{Г (о)} =L_Г - (0,85ЧL_O)

где: L_{Г (о) -} снижение пробегов по территории города

L_{Г -} годовые пробеги по территории города из условия задания 1, L_O - годовые пробеги по объездной дороге.

Тогда получим таблицу следующего вида:

Таблица 4

Результаты изменения пробега

№ п/п	Lx	Ly	Lz	Lw	Lr
Город	867,2	84,33	399	38	1000
По объездной	122,2	24,9	7,1	6,5	4,8
Снижение пробега	745	59,43	391,9	31,5	995,2

Расчетные данные внесем в таблицу 5

загрязняющий атмосферный выброс автотранспорт



Таблица 5

Результаты расчета выброса вредных веществ (в тоннах)

Группы автотр. средств	Выброс СО	Выброс СH	Выброс NOx	CO+CH+NOx
	Город	Объезд	Город	Объезд	Город	Объезд	Город	Объезд
Легковые Всего	19296,28	45,25	3392,82	10,22	1482,89	13,19	24171,99	68,66
Грузовые с бензиновым	46856,42	4424,53	4812,76	524,52	2120,35	352,14	53789,53	5301,19
Грузовые с дизельными	255,34	86,75	149,54	54,88	645,30	221,09	1050,18	362,71
Автобусы с бензиновыми прочие	13712,95	143,43	1152,73	18,36	851,43	16,24	15717,11	178,03
Автобусы с бензиновыми маршрутные	26400,28	229,71	1827,90	24,57	1436,31	21,33	29664,50	275,60
Автобусы с дизельными маршрутные	217,51	25,13	93,24	13,48	292,89	96,56	603,64	135,16
Всего выбросов	106738,78	4954,80	11429,00	646,02	6829,17	720,53	124996,95	6321,36
Всего выбросов с объездом	111693,58	12075,02	7549,70	131318,31
Всего выбросов по заданию 1	113932,42	-	12209,54	-	7424,96	-	133566,92	-
Снижение выброса в городе	7193,64	-	780,54	-	595,79	-	8569,97	-
Изменение всего выброса	2238,84	134,52	-124,74	2248,61

Задача 3. Платежи за выбросы в атмосферный воздух

Условие задачи

Установленные предприятию лимиты Выбросов и фактические выбросы за отчетный год приведены в таблице исходных данных.

Определить размеры платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при следующих значениях нормативов платы:

сернистый ангидрид

* при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

оксид углерода

* при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

* при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 120 руб./т;

серная кислота

* при выбросах в пределах лимита 15 руб./т; .

* при выбросах сверх лимита 70 руб./т.

Исходные данные:

Таблица 6

Объем выброса загрязняющих веществ, т

№ вар	Сернистый ангидрид	Оксид углерода	Оксид азота	Серная кислота
	лимит	факт	лимит	факт	лимит	факт	лимит	факт
79	4100	4000	3800	4200	1900	2800	170	155

Решение:

Размер платы предприятия за выброс j-ro загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов выбросов П¹_j (руб.) определяется по формулам:

если М^ф_j < М^л_j , то

П¹_j = Р¹_j М^ф_j , руб.

где

· М^ф_j-фактический выброс предприятием j-ro загрязняющего вещества, т.

· М^л_j-лимит выброса предприятием j-ro загрязняющего вещества, т;

· Р¹_j - норматив платы предприятия за выброс j-ro загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов выбросов, руб./т,

если М^ф_j < М^л_j , то

П¹_j = Р¹_j М^л_j , руб.

Размер платы предприятия за выброс j-ro загрязняющего вещества сверх установленного лимита выброса П²_j, (руб.) определяется по формуле:

П¹_j = Р¹_j (М^ф_j - М^л_j) , руб.

Таблица 7

Результаты расчета

Исходные и расчетные показатели	Сернистый ангидрид	Оксид углерода	Оксид азота	Серная кислота
1. Расчет платы за выброс в пределах лимитов
Норматив платы, руб./т	30	0,3	25	15
Фактический выброс в пределах лимита, т	4000	3800	1900	155
Размер платы, руб.	120000	1140	47500	2325
2. Расчет платы за выбросы, превышающие лимит
Норматив платы, руб./т	140	1,5	120	70
Превышение лимита, т	0	400	900	0
Размер платы, руб.	0	600	108000	0
3. Размер платы за выброс каждого вещества, руб.	120000	1740	155500	2325
4. Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.	279565

Задача 4. Расчет количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива

Условие задачи

На товарно-сырьевой бирже предлагается 5 сортов углей по одной цене-1,0 руб./ГДж требуется определить (с учетом экологических свойств различных видов и сортов углей) наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом.

В предыдущем периоде предприятие использовало топливо, соответствующее номеру решаемого варианта. Соответственно лимиты выбросов в атмосферу на текущий период выданы были из расчета использования этого сорта топлива.

Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.8).

Характеристики различных видов топок приведены в справочной таблице (табл. 9).

Котельная предприятия не оборудована золоуловителем и другими какими-либо устройствами, снижающими выбросы вредных веществ в атмосферу. Доля серы, связываемой золой, принимается для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмосковных - 0,2.

Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляют:

твердые частицы (пыль нетоксичная)

* при выбросах в пределах лимита 0,05 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 0.12 руб/т;

оксиды серы

* при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

оксид углерода

* при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

* при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

* при выбросах сверх лимита 120 руб./т.



Таблица 8

Характеристика топлив

№ п/n	Угольный бассейн, объединение, шахта	Зольность Аг.%	Содержание серы, Sк , %	Объем продуктов сгорания при а=1 V0	Низшая теплота сгорания Q1, МДж/кг
1	Подмосковный, Скопинское, ш. N 53	36,1	7,7	2,83	10,34
2	Подмосковный, Новомосковску голь, ш. Дубовская	35,9	5,3	3,11	10,97
3	Кузнецкий (откр. добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
4	Кузнецкий (откр. добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
5	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86

Исходные данные.

Таблица 9

Исходные значения

Номер варианта	Расчётная потребность котельной в топливе, ГДж/год	Тип топки (по таблице характеристик топок)	Возможные марки углей (по табл. Характеристик)
79	4500	1	76-80

Таблица 10

Характеристика топок

Номер топки	Тип топки	Коэффициент избытка воздуха, а	Доля твердых частиц в уносе, X	Кол-во СО на ед. теплоты Ксо, кг/ГДж	Потери теплоты от неполноты сгорания, q4 , %
1	С неподвижной решеткой и пневмомеханическим забросом	1,5	0,0026	0,7	8,7

Решение:

Расчет ведем для первого вида топлива. Годовая потребность в натуральном исчислении вычисляется по формуле:

В = Q/ Q1, т,

где Q - потребность котельной в топливе, ГДж/г.; Q1 - низшая теплота сгорания, МДж/кг (10,3).

В = 4500/10,3=435,2 т.

Определим выбросы по первоначальному топливу.

Выброс твердых частиц П_тв рассчитывается по формуле:

, т/год

Где В - расход топлива, т/год;

А^г - зольность топлива, %;

Х - коэффициент, характеризующий условия сгорания (зависит от типа топки).

Количество оксидов серы П_so (в пересчете на SO₂) определяется по уравнению:

т/год

Где S^r - содержание серы в топливе, %; N_so1 - доля оксидов серы, связываемая золой (для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмосковных - 0,2).

т/год

Выброс оксида углерода П_со рассчитывается следующим образом:

т/год



Где Q_i - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

К_со - количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива, кг/ГДж - зависит от типа топки;

q₄ - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, % -зависит от типа топки.

т/год

Оксиды азота П_т рассчитываются по формуле:

т/год

Где V₀-объем продуктов сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха (а) равном 1,0, м^э/кг; а - коэффициент избытка воздуха (зависит от типа топки).

т/год

Аналогично выполняем расчеты по другим углям и вносим их в таблицу.

Таблица 11

Результаты расчета

Рассматриваемые сорта углей	1	2	3	4	5
Затраты на топливо, руб.	4500	4500	4500	4500	4500
Годовая потребность в натуральном исчислении В, т	435,20	410,21	165,08	190,03	302,83
Выброс вредных веществ, т/год ? Твердые частицы Птв ? Оксиды серы Пso ? Оксид углерода Псо ? Оксиды азота Ппо
	0,41	0,38	0,03	0,08	0,03
	53,62	34,79	1,19	1,37	0,97
	2,88	2,88	2,88	2,88	2,88
	0,34	0,35	0,34	0,34	0,36
Выброс вредных веществ в пределах лимитов, т/год ? Твердые частицы Птв ? Оксиды серы Пso ? Оксид углерода Псо ? Оксиды азота Ппо
	0,08	0,08	0,03	0,08	0,03
	1,37	1,37	1,19	1,37	0,97
	0,00	2,88	2,88	2,88	2,88
	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34
Выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год ? Твердые частицы Птв ? Оксиды серы Пso ? Оксид углерода Псо ? Оксиды азота Ппо	0,32	0,30	0	0	0
	52,25	33,42	0	0	0
	0	0	0	0	0
	0	0,01	0	0	0,02
Плата за выброс вредных веществ в пределах лимитов, руб. ? Твердые частицы Птв ? Оксиды серы Пso ? Оксид углерода Псо ? Оксиды азота Ппо	0,0042	0,0042	0,0015	0,0042	0,0015
	41,05	41,05	35,70	41,05	29,10
	0,86	0,86	0,86	0,86	0,86
	8,50	8,58	8,58	8,58	8,58
Плата за выброс вредных веществ сверх лимитов, руб. ? Твердые частицы Птв ? Оксиды серы Пso ? Оксид углерода Псо ? Оксиды азота Ппо	0,04	0,04	0	0	0
	7314,83	4678,46	0	0	0
	0	0	0	0	0
	0	0,77	0	0	2,43
Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.	7365,28	4729,75	45,14	50,49	40,97
Полные расходы предприятия, руб.	11865,28	9229,75	4545,14	4550,49	4540,97
Сорт наиболее выгодного для предприятия угля (№ по табл. хар-к)	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение (№ 5 в таблице варианта, № 79 в общей таблице)
Уменьшение расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант, руб.	0
Сорт наиболее невыгодного (дорогого) вариант (№ по табл. характеристик углей)	Канско- Ачинский, разрез Назаровский (№ 1 в таблице варианта, № 76 в общей таблице)
Разница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам, руб.	7324,31

Выводы: используемый сорт топлива не является самым экономически выгодным. Наиболее дешевым является Канско-Ачинский, Барандатское месторождение (№5 в таблице варианта, №79 в общей таблице). Использование данного типа угля даст уменьшение расходов 7324,31 руб. в сравнении с самым дорогим вариантом.



Литература

1. Ставров О.А., Ю.В. Трофименко. Методические указания по расчётно-практическим заданиям по курсу «Основы промышленно-транспортной экологии», М./МАДИ(ТУ), 1977 г.

2. Ставров О.А. Методические указания к расчётно-практическим работам по курсу «Экология», М/ МАДИ(ТУ) 1998 г.

Размещено на Allbest.ru