Расчет предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу


 

1.1 Актуальность охраны атмосферного воздуха.

Защита атмосферного воздуха от загрязнений вредными веществами является одной из главных задач в охране окружающей среды. При загрязнении атмосферы становится вредным вдыхаемый людьми воздух, а при появлении вредных веществ в атмосферной влаге и осадках:

происходит химическое загрязнение водоемов, почвы, снижается их биопродуктивнооть;

угнетается растительность и животный мир, в тканях и в организме которых возможно накопление несвойственных им вредных химических соединений;

интенсифицируется коррозия инженерных сооружений, износ зданий, оборудования и предметов быта.

Для устранения явлений, отражающихся на здоровье людей, ухудшающих состояние природных ресурсов и материальных ценностей, необходимо полное устранение выбросов химических вредностей в воздушную среду. Но современный уровень науки и техники, социально-экономические возможности общества не позволяют пока перейти на безотходные технологические процессы. Переходным этапом к безотходному производству может явиться использование малоотходной техники и технологии, основанных на максимальном снижении выделений аэрозолей (пыли), паров и газов в атмосферный воздух. Важным мероприятием по защите атмосферы могут стать также высокоэффективные пылегазоулавливающие установки, снижающие концентрацию вредных примесей в выбросах предприятий.

 

1.2 Источники загрязнения атмосферы и их характеристики.

Источниками химического загрязнения атмосферы являются
промышленные предприятия, транспортные средства и знергетичес
кие объекты, работающие на органическом топливе, утилизация
отходов сжиганием.

Выбросы в атмосферу подразделяются по следующим основным признакам:

1) по виду источников;

2) по температуре выбрасываемой пылегазовоздушной (ПГВ) смеси;

3) по высоте и форме выбросного устройства.

По виду источники бывают технологические и вентиляционные. К технологическим относятся трубы теплоэлектростанций и котельных, продувка технологического оборудования, выхлопы двигателей внутреннего сгорания, местные отсосы от постов окраски, сварки, пайки, гальванических ванн. Эти источники характеризуются высокими концентрациями загрязняющих веществ в выбрасываемой смеси. К вентиляционным источникам относятся системы общеобменной вентиляций помещений. Эти источники при малых концентрациях вредных веществ в выброса характеризуются большими объемами воздуха, загрязненного В помещениях и выбрасываемого в атмосферу.

По температуре ПГВ смеси подразделяются на:

холодные, когда температура ПГВ смеси Тсм и температура
наружной атмосферы Тн одинаковы или Тсм < Тн;

нагретые, когда ΔТ = Тсм - Тн > 0.

Форма выбросных устройств может быть в виде труб (точечные источники) И аэрационных фонарей - вытянутых вдоль всей длины здания застекленных надстроек на крыше, через открываемые проемы в которых воздух из помещения поступает в атмосферу (линейные источники). По высоте расположения над земной поверхностью выбросные устройства бывают низкие и высокие. К низким относятся источники, выбросы которых поступают в циркуляционную 80ну здания, возникающую при обтекании его воздушным потоком. От высоких источников факел выброса распространяется в атмосфере вне циркуляционных зон.

Размеры циркуляционных зон зданий (lц,х1) определяются их высотой Нзд и шириной b (.рис. 1.1). При этом к узким относятся здания шириной в b ≤ 2,5 Нзд, к широким – шириной b > 2,5 Нзд. Смежными считаются два параллельно расположенных здания с расстоянием между ними X1 не более 8Нзд, если первое по потоку здание широкое, и не более 10Нзд, если оно узкое здания рассматриваются как отдельно стоящие при больших расстояниях между ними.

Высота источника Н (рис.1.1), которая влияет на загрязнение циркуляционных зон (граничное положение) определяется по следующим формулам:

для узкого отдельно стоящего здания:

Нгр =0,36 b3 + 2,5 Нзд [м] ; (1.1)

для широкого отдельно стоящего здания:

Нгр=0,36b3 + 1,7 [м] ; (1.2)

для группы зданий:

Нгр=0,36(b31) + Нзд [м] (1.3)

где b3- расстояние от источника, расположенного в пределах
крыши, до заветренной стены здания. Источники, выбрасыващие
вредные вещества на высоте, превышающей Игр не загрязняют
циркуляционные зоны над и за зданием.

 


 

Рис. 1.1. Размеры циркуляционных зон, возникающих при обтекании воздушным потоком зданий, и область (заштрихована) расположения устьев низких источников: α и б - соответственно узкого и широкого отдельно стоящих; в - группы с первым по потоку узким зданием; г - то же, с широким зданием. Пунктиром показаны циркуляционные зоны: 1 - единая, 2 - наветренная, 3 - заветренная, 4 - межкорпусная.


Понятие о предельно допустимом выбросе вредных
веществ в атмосферу.

Критерием загрязненности воздушной среды, возникающей при вентиляционных и технологических выбросах, являются создаваемые ими концентрации вредных веществ С в контролируемых зонах на территории промышленной площадки предприятия и (или) жилой застройки. При превышении содержания С предельно допустимых концентраций (ПДК) для выбрасываемых веществ уровень загрязненности атмосферного воздуха является опасным для здоровья людей и требующим специальных мер по ограничению количества вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени – величины М, измеряемой в г/с или мг/с. Значение М в этом случае должно быть снижено до величины, называемой предельно допустимым выбросом - ПДВ.

ПДВ - это такое количество i-го вредного вещества, поступающее в атмосферу от источники выброса, при котором максимальное значение Смi, возникающее при действии источника, не превышает предельно допустимых уровней, т.е.

Сmi <= ПДК (1.4)

При этом за критерий экономически допустимого уровня загрязненности воздуха принята величина максимально разовой ПДК для населенных мест (ПДКм) и 0,3 ПДКр, для территорий промплощадки, где ПДКр - это допустимое содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе для населенных мест и в воздухе рабочей зоны, наиболее используемых и образующихся в радиоэлектронном производстве, приведены в табл.1.1.

Для большинства выбросов характерен сложный, многокомпонентный состав загрязнителей в ПГВ смеси. Соотношение (1.4) справедливо при наличии в воздушной среде одного или нескольких вредных веществ неоднонаправленного действия. Если совместно присутствующие вещества сходны; по химическому строению или характеру биологического действия на организм человека, их вредное влияние на здоровье суммируется, и поэтому они относятся к группе однонаправленных. Эффектом суммации действия обладают следующие сочетания
вредных веществ:

а) ацетон и фенол;

б) озон, двуокись азота и формальдегид;

в) сернистый газ, фенол, двуокись азота;

г) сернистый газ и сероводород;

д) сильные минеральные кислоты (серная, соляная и азотная) и щелочи;

е) серный и сернистый ангидрид, аммиак, окислы азота;

ж) ароматические углеводороды (толуол и ксилол).

При совместном присутствии в атмосфере n веществ однонаправленного действия безвредность воздушной среды определяется выполнением условия

(1.5)

где С1, С2..., Сn - фактические концентрации вредных веществ в воздухе; ПДК1, ПДК2, ПДКn- предельно допустимые концентрации этих веществ.

 


Таблица 1.1.

№ П№п. Вещества Агрегат-ное Ссос-то-яние Предельно допустимые концентрации веществ в мг/м3
В воздухе рабочей зоны В атмосферном воздухе населенных пунктов
Максимально разовая Средне-су-точная
  Азота окислы (в пересчете на NO2) п 0,085 0,085
2. Акролеин п 0,7 0,03 0,03
3. Ацетон п 0,35 0,35
4. Бензин-растворитель (в пересчете на C) п 1,5
5. Дихлорэтан п 10+
6. Ангидрит сернистый п 0,5 0,05
7. Серный ангидрит п - -
8. Ксилол п 0,2 0,2
9. Марганец и его соединения (в пересчете на MnO2) а 0,3 - 0,01
10. Озон п 0,1 0,16 0,03
11. Свинец и его неорганические соединения а 0,01 - 0,0003
12. Серная кислота п 0,3 0,1
13. Сероводород п 10+ 0,008 0,008
14. Соляная кислота п 0,2 0,2
15. Толуол п 0,6 0,6
16. Углеродная окись п
17. Фенол п 5+ 0,01 0,01
18. Формальдегид а 0,5 0,036 0,03
19. Хромовый ангидрид, хроматы, бихроматы (в пересчете на СrO3) а 0,01 0,0015 0,0015
20. Цианистый водород, соли синильной кислоты (в пересчете на HCN) п 0,3+ - 0,01
21. Эпихлоргидрид п 0,2 0,2

 

Примечание: В табл. 1.1 приведены преимущественные агрегатные состояния веществ, выбрасываемых производственным оборудованием: п - пары и (или) газы, а - аэрозоли.

 

1.4 Исходные данные для определения ПДВ и последовательность расчета.

Определение ПДВ для предприятий проводится на основе следующих данных:

1. Габариты и размещение производственных зданий на плане предприятия, размеры промплощадки и расстояние от источников выброса до жилых застроек.

2. Географическое местоположение рассматриваемых объектов выброса и окружающей территории, преобладающие скорости и направления ветров для данной местности, фоновое загрязнение воздушных потоков.

Состав ПГВ-смеси и условия ее поступления в атмосферу - высота выбросного отверстий и ее местоположение на зданий, сечение трубы или другой конструкций выбросного отверстия, скорость выхода ПГВ смеси и ее температура.

Местоположение расчетной точки (РТ) в контролируемой зоне, где необходимо обеспечить допустимое содержание вредных веществ в воздухе. Положение этой точки определяется ее расстоянием X от источника выброса (РТ1), а в случае, если эта точка не лежит на оси факела рассеяния вредности (РТ2), такие и от кратчайшего расстояния у от этой точки до оси факела (рис. 1.2).

 

Рис.1.2. Возможное положение расчетных точек в факеле
рассеивания вредностей (l - длина здания, ИВ - источник выброса, ЭК - эпюры концентраций в сечениях I и II факела рассеивания).

 

Расчет ПДВ следует производить в следующей последовательности:

1. Определить валовый выброс Мi каждого вредного вещества, поступающего из источника в атмосферу:

2/с] (1.6)

где Соi - концентрация загрязняющего вещества в выбросном отверстии, m2/m3;

L - объем ПГВ смеси, выбрасываемой источником, м3/с Величина L определяется по формуле:

3/с] (1.7)

где S0 - сечение выбросного отверстия, m2;

Для труб , [м2], где D - диаметр трубы;

W - скорость выхода ПГВ смеси через выбросное отверстие в атмосферу, [м/с].

С учетом высоты здания Нзд и его ширины b определить категорию здания: узкое оно или широкое.

Рассчитать с учетом Нзд расстояния bз от ИВ до заветренной стороны здания и расстояния Х1 между зданиями (если на промплощадке находится группа близко расположенных, друг к другу зданий), граничную высоту Нгр (по формулам 1.1, 1.2 или 1.3) и определить затем высотную категорию ИВ. При высоте выбросного отверстия над поверхностью земли Н>Нгр ИВ относится к высоким, при Н<Нгр ИВ является низким.

4. При наличии вредных веществ - в вентиляционно-технологическом выбросе установить для ПГВ смеси доминирующее вещество, по отношению к которому необходимо рассчитать ожидаемый уровень загрязнения воздуха и, при необходимости, величину ПДВ. Доминирующим считается i - тое вещество, для которого показатель Пgi будет наибольшим. Расчет этого показателя производится по следующие формулам:

для низких источников:

3/с] (1.8)

для высоких источников:

3/с] (1.9)

 

Для промышленной площадки, где воздух используется в системе приточной вентиляции:

а для населенных пунктов:

Соблюдение условия безвредности по доминирующему веществу, безусловно, обеспечит ПДК по другим веществам меньшим значением Пgi.

При совместном присутствии в составе ПВ выброса веществ, обладающих как разнонаправленным, так и суммацией действия, показатель доминируемости для группы из однонаправленных веществ рассчитывается для низких источников по формуле:

[ ] (1.10)

и для высоких источников по формуле:

[ ] (1.11)

где 1, 2,..., m - вид и общее количество однонаправленных веществ.

Если Пgi окажется наибольшим, последующий расчет ПДВ следует вести для данной группы однонаправленных веществ, для которой предварительно необходимо найти условную концентрацию и условный выброс всех однонаправленных веществ на основе приведения их к первому веществу с использованием следующих формул:

[ ] (1.12)

[ ] (1.13)

5. Рассчитать для доминирующего вещества ожидаемую концентрацию Cx(Cy) в РТ с учетом высотной категории ИВ по формулам из табл. 1.2 или табл. 1.З.

6.Если на промплощадке расчетные значения

или , требование безопасности к воздушной среде обеспечено и в последующем расчете ПДВ нет необходимости. Но при условии или необходимо ограничение валового выброса М до уровня ПДВ, величина которого должна быть рассчитана по формулам, указанным ниже, для населенных мест ПДВ воздействующих на них ИВ должны быть рассчитаны в случае, если или .

 



Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 403;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.022 сек.