Рассеивание вредных газовых выбросов в атмосфере

Для обеспечения концентрации вредных веществ ниже требований гигиенических норм по ПДК приходится прибегать к такому технологическому приему, как рассеивание вредных выбросов в атмосфере с помощью дымовых и вентиляционных труб, вентиляционных фонарей производственных цехов. Как показывает практика очистки газовых выбросов теплоэнергетических установок, современные методы борьбы с оксидами серы и азота не обеспечивают ПДК по этим веществам при выбросах в атмосферу. Фактические концентрации вредных веществ превосходят предельно допустимые на несколько порядков, поэтому рассеивание вредных газовых выбросов является необходимым технологическим приемом. При выбросе газов после очистки через дымовые трубы содержащиеся в них вредные вещества рассеиваются, причем чем больше высота дымовой трубы, тем лучше происходит рассеивание вредных веществ и меньшее их количество попадает в жилые районы, расположенные на определенном расстоянии от промышленного предприятия.

Газ на выходе из устья трубы обладает определенной температурой и скоростью движения. Если температура газа будет выше температуры окружающего воздуха, то вследствие разности плотностей воздуха и газа образуется подъемная сила, под действием которой струя газа поднимается над устьем трубы на определенную высоту. Выходящий из трубы газ подвергается, кроме того, действию ветра. Если скорость ветра будет меньше скорости газа в устье трубы, он поднимается на высоту, которая будет тем больше, чем больше разность скоростей газа и ветра. Достигнув определенной высоты над устьем трубы, газ теряет скорость и под действием ветра разворачивается в горизонтальном направлении. При этом струя газа в результате диффузии расширяется и концентрация в нем пыли или других вредных веществ уменьшается.

При скорости ветра, большей скорости газа на выходе из трубы, струя газа отклоняется от первоначального направления движения и начинает двигаться параллельно земле на уровне устья дымовой трубы. При низкой дымовой трубе газ и содержащиеся в нем вредные компоненты очень быстро достигают приземного слоя атмосферы и вызывают ее загрязнение. При высокой дымовой трубе загрязненный газ достигает приземного слоя атмосферы на значительном расстоянии от трубы. При этом содержащиеся в нем вредные вещества успевают рассеяться в атмосфере, вследствие чего их концентрация при достижении приземного слоя будет незначительной.

На рис. приведена аксонометрическая схема загрязнения воздуха, создаваемого одним источником. Непосредственно под трубой загрязнение воздуха отсутствует, а начиная от точки, в которой дымовой факел при неблагоприятных метеорологических условиях касается земли, приземная концентрация вредных веществ быстро возрастает и на расстоянии, равном 10-40 высотам трубы, достигает максимальной величины. Для средних условий эта величина равна около 20 Н. После точки максимального загрязнения приземная концентрация медленно убывает вдоль ветровой оси. При этом происходит расширение дымового факела. Как видно из схемы, концентрация в любой точке (например, в точке А)зависит от расстояния х,на которое она удалена от трубы, и от смещения упо отношению к ветровой оси.