Расчет загрязнения атмосферы выбросами промышленного предприятия и оценка соответствия характеристик выбросов природоохранным нормам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского

«Харьковский авиационный институт»

Кафедра химии, экологии и экспертизных технологий

Пояснительная записка к расчетно-графической работе

по дисциплине

«Экологическая экспертиза производства аэрокосмической отрасли»

на тему «Расчет загрязнения атмосферы выбросами промышленного предприятия и оценка соответствия характеристик выбросов природоохранным нормам»

Выполнила студентка гр.139

Чан Ту Ань

Проверил

к. б. н., доцент Ильинский А. В.

к. т. н. Брук В. В.

Харьков 2015



1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Выброс загрязняющих веществ в атмосферу осуществляет предприятие, расположенное в г. Купянске. Источником образования выбросов в атмосферу является котел, а источником выбросов загрязняющих веществ -- труба. Все данные о загрязняющих веществах и источнике выбросов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Исходные данные для расчета

Коэффициент эффективности очистки пыли	0,78
Количество источников выбросов	1
Высота, Н, м	9
Диаметр устья, D, м	0,46
Скорость выхода газовоздушной смеси, ?0, м/с	4,2
Температура смеси, Тг, оС	95
Температура окружающего воздуха, Тв, оС	27
Выброс суммы окислов азота (в пересчете на диоксид), М NOx, г/с	0,160
Выброс оксида углерода, М CO, г/с	3,600
Выброс ангидрида сернистого, М SO2, г/с	2,200
Выброс пыли суммарной, М пыль, г/с	1,350
Радиус нормативной санитарно-защитной зоны, м	50

2. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ПРИ МАКСИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Рассчитаем ожидаемую максимальную концентрацию загрязняющих веществ по формуле:

C M = . (2.1)

где А = 160 (для Харьковской области);

F - коэффициент, определяемый по табл. 2. 1;

?Т - разница между температурой смеси и окружающего воздуха, оС;

? = 1

(2.2)

при f < 100 (2.3)

при f ? 100 (2.4)

(2.5)

(2.6)

Если ?m ? 2, тo n = 1; (2.7)

Если 0,5 ? ?m < 2, то n = 0,53?m2 - 2,13?m + 3,13; (2.8)

Если ?m < 0,5, то n = 4,4?m. (2.9)

Таблица 2.1 Коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе

Вещества	F
Газообразные вещества, мелкодисперсные аэрозоли, скорость оседания, которая практически равна нулю	1
Пыль при коэффициенте очистки не менее 90 %	2
Пыль при коэффициенте очистки 75 - 90 %	2,5
Пыль при коэффициенте очистки меньше 75 %	3

?Т = 68 оС;

V1 = 0,67 м3;

?м = 1,11 м3 ; 0,5 ? ?м < 2 , значит n = 1,4;

f = 1,44; f < 100, значит по формуле 2. 3 m = 0,85.

Cm NOx = 0,107 мг/м3;

Cm CO = 2,404 мг/м3;

Cm SO2 = 1,469 мг/м3;

Cm пыль = 0,584 мг/м3.

Рассчитаем расстояние, на котором ожидается максимальная концентрация загрязняющих веществ по формуле

Xm = (2.10)

Если ?m > 2, тo d = ; (2.11)

Если 0,5 ? ?m < 2, то d = 4.95?m(1 +0,28); (2.12)

Если ?m ? 0,5, то d = 2,48(1 + 0,28). (2.13)

?м = 1,13; 0,5 ? ?м < 2 , значит d = 10,3467

Xm NOx = 65,4 м;

Xm CO = 65,4 м;

Xm SO2 = 65,4 м;

Xm пыль = 40,9 м.

Определим опасную скорость ветра, при которой достигаются наибольшие значения приземной концентрации:

т. к. 0,5 ? ?м < 2 , значит Um = ?м (2.14)

Um = 1,13 м/с.

Сравним значения максимальных концентраций веществ с их максимально разовыми предельно допустимыми концентрациями, используя данные табл. 2. 2.

Таблица 2.2 Максимально разовые предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ

ПДК, мг/м3
Окислы азота	0,085
Оксид углерода	5,0
Ангидрид сернистый	0,5
Пыль	0,5



Максимальные концентрации окислов азота (NOx), ангидрида сернистого (SO2) и пыль суммарная превышают свои максимально разовые ПДК.

3. РАСЧЕТ ПРИЗЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ НА РАЗЛИЧНЫХ РАССТОЯНИЯХ ОТ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ

Приземная концентрация загрязняющих веществ в атмосфере по оси факела на различных расстояниях от источника выбросов при опасной скорости ветра определяется по формуле

, (3.1)

где Si ? безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Хм и коэффициента F по формулам

Si = 3(X/Xm)4 - 8(X/Xm)3 + 6(X/Xm)2 при X/Xm ? 1 (3.2)

Si = при 1 < X/Xm ? 8 (3.3)

Si = при F ? 1,5 и X/Xm > 8 (3.4)

Si = при F > 1,5 и X/Xm > 8 3.5)

Полученные результаты сведем в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Приземная концентрация загрязняющих веществ в атмосфере на различных расстояниях от источника выбросов

	Приземные концентрации с(х), мг/м3		x/xm	c/cm	ПДК
x	NОх	CO	SO2	пыль		NОх	CO	SO2	пыль	NОх	CO	SO2	пыль	NОх	CO	SO2	пыль
0	0	0	0	0		0	0	0	0	0,00	0,00	0,00	0,00	0,085	5	0,5	0,5
5	0,003	0,0760	0,046	0,044		0,08	0,08	0,08	0,12	0,03	0,03	0,03	0,08	0,085	5	0,5	0,5
10	0,012	0,273	0,167	0,148		0,15	0,15	0,15	0,24	0,11	0,11	0,11	0,25	0,085	5	0,5	0,5
15	0,024	0,547	0,334	0,273		0,23	0,23	0,23	0,37	0,23	0,23	0,23	0,47	0,085	5	0,5	0,5
20	0,038	0,863	0,527	0,392		0,31	0,31	0,31	0,49	0,36	0,36	0,36	0,67	0,085	5	0,5	0,5
25	0,053	1,188	0,726	0,487		0,38	0,38	0,38	0,61	0,49	0,49	0,49	0,83	0,085	5	0,5	0,5
30	0,067	1,499	0,916	0,549		0,46	0,46	0,46	0,73	0,62	0,62	0,62	0,94	0,085	5	0,5	0,5
35	0,079	1,776	1,085	0,578		0,54	0,54	0,54	0,86	0,74	0,74	0,74	0,99	0,085	5	0,5	0,5
40	0,089	2,006	1,226	0,584		0,61	0,61	0,61	0,98	0,83	0,83	0,83	1,00	0,085	5	0,5	0,5
45	0,097	2,181	1,333	0,570		0,69	0,69	0,69	1,10	0,91	0,91	0,91	0,98	0,085	5	0,5	0,5
50	0,102	2,301	1,406	0,553		0,76	0,76	0,76	1,22	0,96	0,96	0,96	0,95	0,085	5	0,5	0,5
55	0,105	2,371	1,449	0,535		0,84	0,84	0,84	1,35	0,99	0,99	0,99	0,91	0,085	5	0,5	0,5
60	0,107	2,399	1,466	0,516		0,92	0,92	0,92	1,47	1,00	1,00	1,00	0,88	0,085	5	0,5	0,5
65	0,107	2,404	1,469	0,497		0,99	0,99	0,99	1,59	1,00	1,00	1,00	0,85	0,085	5	0,5	0,5
70	0,105	2,365	1,445	0,478		1,07	1,07	1,07	1,71	0,98	0,98	0,98	0,82	0,085	5	0,5	0,5
75	0,103	2,320	1,418	0,459		1,15	1,15	1,15	1,84	0,96	0,96	0,96	0,79	0,085	5	0,5	0,5
80	0,101	2,274	1,390	0,441		1,22	1,22	1,22	1,96	0,95	0,95	0,95	0,75	0,085	5	0,5	0,5
85	0,099	2,228	1,361	0,423		1,30	1,30	1,30	2,08	0,93	0,93	0,93	0,72	0,085	5	0,5	0,5
90	0,097	2,180	1,332	0,405		1,38	1,38	1,38	2,20	0,91	0,91	0,91	0,69	0,085	5	0,5	0,5
95	0,095	2,132	1,303	0,388		1,45	1,45	1,45	2,32	0,89	0,89	0,89	0,66	0,085	5	0,5	0,5
100	0,093	2,083	1,273	0,371		1,53	1,53	1,53	2,45	0,87	0,87	0,87	0,64	0,085	5	0,5	0,5
120	0,084	1,890	1,155	0,311		1,84	1,84	1,84	2,94	0,79	0,79	0,79	0,53	0,085	5	0,5	0,5
140	0,076	1,702	1,040	0,261		2,14	2,14	2,14	3,43	0,71	0,71	0,71	0,45	0,085	5	0,5	0,5
160	0,068	1,528	0,934	0,221		2,45	2,45	2,45	3,92	0,64	0,64	0,64	0,38	0,085	5	0,5	0,5
180	0,061	1,369	0,836	0,187		2,75	2,75	2,75	4,40	0,57	0,57	0,57	0,32	0,085	5	0,5	0,5
200	0,054	1,226	0,749	0,161		3,06	3,06	3,06	4,89	0,51	0,51	0,51	0,27	0,085	5	0,5	0,5
220	0,049	1,099	0,672	0,139		3,36	3,36	3,36	5,38	0,46	0,46	0,46	0,24	0,085	5	0,5	0,5
240	0,044	0,987	0,603	0,120		3,67	3,67	3,67	5,87	0,41	0,41	0,41	0,21	0,085	5	0,5	0,5
260	0,040	0,889	0,543	0,105		3,98	3,98	3,98	6,36	0,37	0,37	0,37	0,18	0,085	5	0,5	0,5
280	0,036	0,803	0,491	0,093		4,28	4,28	4,28	6,85	0,33	0,33	0,33	0,16	0,085	5	0,5	0,5
300	0,032	0,727	0,444	0,082		4,59	4,59	4,59	7,34	0,30	0,30	0,30	0,14	0,085	5	0,5	0,5
320	0,029	0,660	0,404	0,074		4,89	4,89	4,89	7,83	0,27	0,27	0,27	0,13	0,085	5	0,5	0,5
340	0,027	0,602	0,368	0,060		5,20	5,20	5,20	8,32	0,25	0,25	0,25	0,10	0,085	5	0,5	0,5
400	0,021	0,463	0,283	0,037		6,12	6,12	6,12	9,79	0,19	0,19	0,19	0,06	0,085	5	0,5	0,5
450	0,017	0,380	0,232	0,027		6,88	6,88	6,88	11,01	0,16	0,16	0,16	0,05	0,085	5	0,5	0,5

Построим графики зависимости концентраций загрязняющих веществ от расстояния до источника выброса.

Рис1. Зависимость C NOx от расстояния до источника выброса

Рис2. Зависимость C CO от расстояния до источника выброса



Рис3. Зависимость C SO2 от расстояния до источника выброса

Рис4. Зависимость C пыль от расстояния до источника выброса

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ

Радиус нормативной санитарно-защитной зоны - 50 м.

Анализируя график зависимости приземной концентрации оксида углерода от расстояния до источника выбросов можем сделать вывод, что размер расчетной санитарно-защитной зоны без учета розы ветров составляет 65 м.

Далее построим РСЗЗ для предприятия в г. Купянске с учетом розы ветров, где направления сторон измеряется в процентах, данные в таблице 3.2

Таблица 3.2 Среднегодовая роза ветров

Среднегодовая роза ветров	%
Ю	11
ЮЗ	15
З	15
СЗ	12
С	10
СВ	12
В	16
ЮВ	9

Отобразим все данные в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Значения РСЗЗ и нормативной СЗЗ по направлениям света

	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
L	52	62,4	83,2	46,8	57,2	78	78	65
Lнорм.	50	50	50	50	50	50	50	50



Рис. 5. Размеры расчетной СЗЗ с учетом розы ветров



Выводы

атмосфера котел зона загрязняющий

В данной расчетной работе был произведен ряд расчетов для определения расчетной санитарно-защитной зоне промышленного предприятия в г. Купянск, где источником выбросов загрязняющих веществ в атмосферу является котел.

Нормативная СЗЗ составила по данным для расчетов 50 м, а расчетная СЗЗ - 65 м. Это зависит от высоты котла и количеством загрязняющих веществ, что превышают ПДК, то есть в 1,3 раза РСЗЗ больше, чем нормативная СЗЗ. Поэтому необходимо проводить природоохранные различные мероприятия по уменьшению РСЗЗ, а для этого нужно уменьшать различными фильтрами, очистителями и т.д. выброс загрязняющих веществ в воздух, что пагубно влияют на атмосферу и в целом на здоровье человека.

Размещено на Allbest.ur