Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны

Задание:

1. Определить максимальные концентрации примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации;
2. Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация;
3. Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить L₀;
4. Определить санитарно-защитную зону станции;
5. Построить «розу ветров» и санитарно-защитную зону станции.

 
 
 

     Исходные  данные:

Высота Н = 40 м

Диаметр устья  Д = 3 м

Скорость выхода газов W₀ = 12 м/с

Т_г = 170 ºС

Т_в = 20 ºС

Выброс золы М_з = 370 г/с

Выброс двуокиси серы Мso₂ = 650 г/с

Выброс оксидов  азота М_NOx = 50 г/с

Степень очистки  воздуха – 0 %

Район расположения – Тараз 
 
 

     Направление:

Север - 24 %

Северо-восток - 14 %

Восток - 7%

Юго-восток - 24 %

Юг - 6 %

Юго-запад - 6 %

Запад - 6 %

Северо-запад - 13 % 

 

       Методика расчета. Расчетная часть. 

      Процесс рассеивания примеси в атмосфере  зависит от многих факторов, к которым относятся: состояние самой атмосферы, высоты источника, масса выброса, рельеф местности и т.д.

      Максимальное  значение приземной концентрации вредного вещества С_m (мг/м3) определяется по формуле: 

          

где А  – коэффициент температурной  стратификации; для Казахстана А=200;

М – масса  вредного вещества, выбрасываемого в  единицу времени, г/с;

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;

F = 1 для газообразных веществ; менее 75% и при отсутствии очистки выбросов – 3;

η – коэффициент рельефа местности; η= 1 для ровной поверхности;

Н – высота источника, м;

V1 – расход газовоздушной смеси, м³/с;

.   

                 

;                                                (1.1)       

                ΔΤ = Т_г - Т_в = 170 – 20 = 150ºС.                                              (1.2)

     Значения  коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, υм, υ_м`, f_e:

                           ;    (1.3)

                     ;                        (1.4)

               

;                              (1.5)

                                                   (1.6)

     Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам

(при  f<100): 

                       .     (1.7)

     Коэффициент n = 1, так как υм ≥ 2.  

     Расстояние  Х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация С (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_м, определяется по формуле:

,         

где безразмерный коэффициент d находится по формулам:

при υм >2.

         .  (1.9)

         

         Значение опасной скорости U_m (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ С_м, в случае f<100 определяется по формуле: 

при υм >2

        .   (1.12)

     Найдем  максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м (мг/м³): 

 

 

 

           Для газов:

.

           Для золы:

  

     При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ С (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле:

                                      ,          

где S₁ – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Х_м и коэффициенту F по формулам:

,  

, 

При F > 1.5     

.   

При F ≤ 1.5      

.   
 

     Приземная концентрация  SO₂: 
 

 

 
 
 
 

      Приземная концентрация NO_X: 

 
 
 
 
 

        

   

        
 
 
 
 

      Приземная концентрация золы: 

 
 
 
 
 

     

         

        
 
 
 

      Строим  график зависимости максимального значения приземной концентрации вредного вещества С (мг/м³) от Х (м) источника выброса: 
 
 
 
 

 

      Рисунок 1 – График зависимости приземной концентрации вредных веществ С (мг/м³) от источника выброса. 
 

     Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий  производится по формуле: ,         

где L (м) – расчетный размер С33;

L₀ (м) – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концетрации от других источников) превышает ПДК;

Р (%) –  среднегодовая повторяемость направления  ветров рассматриваемого румба;

Р₀ (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров.

     При восьми румбовой розе ветров Р₀ = 100/8 = 12.5 % 

 

     Берем от графика, показанного на (Рис.1)  L₀, равное Х(max) = 3084,12