Мониторинг — это система выполняемых по заданной программе регулярных, комплексных, долгосрочных наблюдений за состоянием окружающей среды и ее загрязнением, происходящими природными явлениями, а также оценка и прогноз последующих изменений.
Экологический мониторинг — информационная система наблюдений оценки и прогноза изменения состояния природной среды для выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.
Цель курсового проекта — произвести расчеты загрязняющих веществ в атмосфере, изучить экологический аудит и его виды, произвести оценку состояния атмосферного воздуха в районе Центра России.
1. Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере
Расход газовоздушной смеси V, м 3 /с, определяется по формуле
, (1)
где D — диаметр устья трубы, м;
W o — скорость выхода газовоздушной смеси, м/с.
Принимаем D = 1,2 м.
Подставляя эти значения в формулу (1), получим
Безразмерные параметры f, V м , m, n, d, определяются по формуле
, (2)
где H — высота дымовой трубы, м;
?Т — разница температур выбросов и окружающего атмосферного воздуха, о С.
Принимаем W 0 =1,5 м/с; D = 1,2 м; Н =27 м; ?Т = 180 о С.
Подставляя эти значения в формулу (2), получим
, (3)
Принимаем V = 1,13 м 3 /с; ?Т = 180 о С; Н = 27 м.
Подставляя эти значения в формулу (3), получим
при f < 100
Принимаем f = 0,02058.
Подставляя это значение в формулу (4), получим
при f < 100 и V < 2, (5а)
при f < 100 и V ? 2, (5б)
В нашем случае воспользуемся формулой (5а), так как 0,02058 < 100 и 1,13 < 2. Значит .
при f < 100 и V м ? 2, (6а)
при f < 100 и V м > 2, (6б)
Принимаем V м = 1,27; f = 0,02058
Подставляя эти значения в формулу (6а), получим
3 Опасная скорость ветра (при которой достигается максимальная приземная концентрация) U м , м/с, определяется по формуле
при f < 100 и V м ? 2, (7а)
при f < 100 и V м > 2, (7б)
Стр толуол формула строение
... 4n+2 p-электронов (n – целое число). 2. Толуол – формула, строение. Толуол по своему строению подобен бензолу, отличием является лишь ... в таблице. Название Формула t°.пл., °C t°.кип., °C d420 Бензол C6H6 +5,5 80,1 0,8790 Толуол (метилбензол) С6Н5СH3 ... разложении ворвани выделил пахучее вещество, которое имело молекулярную формулу C6Н6. Это соединение, называемое теперь бензолом, является простейшим ...
Подставляя эти значения в формулу (7а), получим
=1,27
4 Максимальная концентрация загрязняющего вещества С м , мг/м3 , определяется по формуле
, (8)
где А — безразмерный коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы;
- М — масса загрязняющего вещества, г/с;
- F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания выбросов;
- з — коэффициент отражает влияние рельефа местности.
Принимаем А = 120; M = 320 г./с; F = 1; n = 1,4; m = 1,286; з = 1; H = 27 м; V = 1,13; ?T = 180 o C.
Подставляя эти значения в формулу (8), получим
5 Расстояние до места, где ожидается максимальная концентрация Х м , м, определяется по формуле
, (9)
Принимаем F = 1; d = 6,77; H = 27 м.
Подставляя эти значения в формулу (9), получим
6 Приземная концентрация загрязняющего вещества С i , мг/м3 по оси факела выбросов на разных удалениях Xi , м, определяется по формуле
, (10)
, то , (11)
, то , (12)
, то , (13)
Подставляем Х i = 50 м.
Подставляя это значение в формулу (11), получим
Результаты аналогичных расчетов для расстояний 100, 200, 500, 1000, 5000, 7000 м сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 — Значения коэффициента (S)
|
Х, м |
S |
|
|
25 |
0,093 |
|
|
50 |
0,302 |
|
|
91 |
0,684 |
|
|
100 |
0,755 |
|
|
182,7 |
1,000 |
|
|
200 |
0,978 |
|
|
300 |
0,837 |
|
|
500 |
0,573 |
|
|
700 |
0,389 |
|
|
1000 |
0,231 |
|
|
2000 |
0,104 |
|
|
3751 |
0,040 |
|
|
4386 |
0,030 |
|
Принимаем С м = 11,518 мг/м3 ; S = 0,093.
Подставляя эти значения в формулу (10), получим
мг/м 3 .
Результаты аналогичных расчетов для коэффициента (S) сведены в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 — Приземная концентрация загрязняющего вещества (C)
|
S |
C, мг/м 3 |
|
|
0,093 |
1,069 |
|
|
0,302 |
3,478 |
|
|
0,684 |
7,881 |
|
|
0,755 |
8,691 |
|
|
1,000 |
11,518 |
|
|
0,978 |
11,263 |
|
|
0,837 |
9,640 |
|
|
0,573 |
6,598 |
|
|
0,389 |
4,478 |
|
|
0,231 |
2,661 |
|
|
0,104 |
1,196 |
|
|
0,040 |
0,461 |
|
|
0,030 |
0,350 |
|
7 Приземная концентрация загрязняющего вещества С у , мг/м3 на перпендикулярах к оси факелов выбросов определяется по формуле
, (14)
где S 2 — безразмерный коэффициент.
, , (15а)
, , (15б)
где t y — аргумент при опасной скорости ветра;
Y i — расстояние по перпендикуляру от оси факела выбросов;
Х i — расстояние от ИЗА до рассматриваемого удаления данного перпендикуляра.
, (16)
Принимаем U м = 1,27 м/с; Y = 50 м; Хм = 182,7 м.
Подставляя эти значения в формулу (15а), получим
Принимаем U м = 1,27 м/с; Y = 100 м; Хм = 182,7 м.
Подставляя эти значения в формулу (15а), получим
Принимаем U м = 1,27 м/с; Y = 200 м; Хм = 182,7 м.
Подставляя эти значения в формулу (15а), получим
Принимаем U м = 1,27 м/с; Y = 300 м; Хм = 182,7 м.
Подставляя эти значения в формулу (15а), получим
Принимаем U м = 1,27 м/с; Y = 400 м; Хм = 182,7 м.
Подставляя эти значения в формулу (15а), получим
Результаты аналогичных расчетов для коэффициента (t) сведены в таблицу 1.3.
|
Y X |
50 |
100 |
200 |
300 |
400 |
|
|
91 |
0,03834 |
1,5336 |
6,1345 |
13,8027 |
24,5381 |
|
|
316.8 |
0,0951 |
0,3805 |
1,5219 |
3,4243 |
6,0876 |
|
|
1875 |
0,0009 |
0,0036 |
0,0145 |
0,0325 |
0,0578 |
|
|
3751 |
0,00026 |
0,000903 |
0,0036 |
0,0081 |
0,0144 |
|
Полученные значения подставляем в формулу (16), получим
Результаты аналогичных расчетов для аргумента сведены в таблицу 1.4.
Таблица 1.4 — Значения безразмерного коэффициента (S 2 )
|
X |
t |
S |
|
|
91 |
0,3834 |
0,0220693903 |
|
|
1,5336 |
0,0000081824 |
||
|
6,1345 |
0,0000000002 |
||
|
13,8027 |
0,0000000000 |
||
|
24,5381 |
0,0000000000 |
||
|
182,7 |
0,0951 |
0,3859191515 |
|
|
0,3805 |
0,0227031931 |
||
|
1,5219 |
0,0000086439 |
||
|
3,4243 |
0,0000000201 |
||
|
6,0876 |
0,0000000002 |
||
|
1875 |
0,0009 |
0,9910090697 |
|
|
0,0036 |
0,9645131762 |
||
|
0,0144 |
0,8653732886 |
||
|
0,0325 |
0,7221881093 |
||
|
0,0578 |
0,5606403106 |
||
|
3751 |
0,0002 |
0,9977459397 |
|
|
0,0009 |
0,9910138415 |
||
|
0,0036 |
0,9645317590 |
||
|
0,0081 |
0,9219439039 |
||
|
0,0144 |
0,8654400322 |
||
Принимаем S 2 = 0,022069; С = 7,881 мг/м3 .
Подставляя эти значения в формулу (14), получим
мг/м 3 .
Принимаем S 2 = 0,3859; С = 11,518 мг/м3 .
Подставляя эти значения в формулу (14), получим
мг/м 3 .
Принимаем S 2 = 0,991; С = 1,295 мг/м3 .
Подставляя эти значения в формулу (14), получим
мг/м 3 .
Принимаем S 2 = 0,998; С = 0,461 мг/м3 .
Подставляя эти значения в формулу (14), получим
мг/м 3 .
Результаты аналогичных расчетов для приземной концентрации ЗВ (С) на перпендикулярах к оси факела выбросов сведены в таблицу 5.
Таблица 1.5 — Значение параметров (С) на определенном расстоянии от ИЗА
|
Y X |
50 |
100 |
200 |
300 |
400 |
|
|
91 |
0,174 |
0,00006449 |
0,00000000 |
0,00000000 |
0,00000000 |
|
|
182,7 |
4,445 |
0,261 |
0,00009956 |
0,00000023 |
0,00000000 |
|
|
1875 |
1,283 |
1,249 |
1,121 |
0,935 |
0,726 |
|
|
3751 |
0,46 |
0,457 |
0,444 |
0,425 |
0,399 |
|
Расчет предельно-допустимого выброса
Расчет предельно-допустимого выброса определяется по формуле:
……………………………. (17)
где ПДК — максимально-разовая предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ, мг/м;
- С- фоновая концентрация загрязняющих веществ, мг/м;
- H- высота дымовой трубы, м;
- V — расход газовоздушной смеси, м/с;
- разница температур выбросов и окружающего атмосферного воздуха, ;
- А — безразмерный коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы;
- F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания выбросов;
- коэффициент отражает влияние рельефа местности;
- m, n — коэффициенты, учитывающие условия выхода газового вброса из устья источника.
Принимаем ПДК =5 мг/м; С=0; H=27 м; А=120; F=1;
- n=1,4;
- m=1,286;
- =1;
- V=1,13;
- =180
г/с
Так как максимально-разовая ПДК для оксида углерода равна 0,5 мг/м, следовательно концентрация составляет не более 5% от ПДК и равна 0,025 мг/м. Отсюда следует, что радиус зоны влияния загрязняющего вещества равен 13250 м
Расход газовоздушной смеси V, м 3 /с, определяется по формуле
, (18)
где D — диаметр устья трубы, м;
W o — скорость выхода газовоздушной смеси, м/с.
Принимаем D = 1,4 м.
Подставляя эти значения в формулу (18), получим
Безразмерные параметры f, V м , m, n, d, определяются по формуле
, (19)
где H — высота дымовой трубы, м;
?Т — разница температур выбросов и окружающего атмосферного воздуха, о С.
Принимаем D = 1,4 м; Н =27 м; ?Т = 180 о С.
Подставляя эти значения в формулу (19), получим
, (20)
Принимаем V = 2,31 м 3 /с; ?Т = 180 о С; Н = 27 м.
Подставляя эти значения в формулу (20), получим
при f < 100, (21)
Принимаем f = 0,024.
Подставляя это значение в формулу (21), получим
при f < 100 и V м < 2, (22а)
при f < 100 и V м ? 2, (23б)
В нашем случае воспользуемся формулой (22а), так как 0,024 < 100 и 1,679 2.
Максимальная концентрация загрязняющего вещества С м , мг/м3 , определяется по формуле
, (25)
где А — безразмерный коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы;
- М — масса загрязняющего вещества, г/с;
- F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания выбросов;
- з — коэффициент отражает влияние рельефа местности.
Принимаем А = 120; M = 320 г./с; F = 1; n = 1,0768; m = 1,28; з = 1; H = 27 м; V = 2,13; ?T = 180 o C.
Подставляя эти значения в формулу (8), получим
Результаты аналогичных расчетов максимальной концентрации загрязняющего вещества приведены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 — Изменение концентрации загрязняющего вещества в зависимости от диаметра трубы
|
Диаметр трубы D, м |
Концентрация С, мг/м |
|
|
0,8 |
16,722 |
|
|
1,0 |
14,097 |
|
|
1,2 |
11,518 |
|
|
1,4 |
9,727 |
|
|
1,6 |
8,445 |
|
В результате расчетов установлено, что максимальная концентрация загрязняющего вещества (CO) отдаляется на расстоянии 182.7 м от источника выбросов. Скорость ветра, при которой достигается максимальная концентрация, составляет 1,27 м/с. Радиус зоны влияния составляет 4386 м. Протяженность зоны загрязнения по ширине составляет 400 м.
2. Расчет циклона
В настоящие время наиболее распространенным методом защиты атмосферы от промышленных загрязнений является разработка эффективных очистных установок для удаления и переработки газообразных, жидких и твердых отходов.
Наиболее распространения в системах пылеочистки получили циклоны. Циклоны широко применяются при очистки от пыли вентляционных или технологических выбросов во всех отраслях народного хозяйства. На практике система улавливания частиц создается путем придания запыленному потоку закрученного или вращательного движения, ограниченного циклическими стенками. Частицы осаждаются при отбрасывании на стенки. Такое устройство называется циклоном.
По заданному объему очищаемого газа и оптимальной скорости вычисляется диаметр циклона D, м, необходимо для очистки газа по формуле:
- где V-расход очищаемого газа, м/с;
- оптимальная скорость газа в циклоне м/с.
м
По фактическому значению диаметра циклона уточняем действительную скорость газа в циклоне м/с
где n — число параллельных подключенных циклонов.
м/с
Конические циклоны СК-ЦН-34М (НИИОГАЗ) предназначены для очистки сажегазовых и сажевоздушных смесей от твёрдых частиц в системах пневмотранспорта, аспирации и пневмоуборки сажевого (технического углерода) производства, а именно для улавливания пылей, обладающих высокой абразивностью частиц или их высокой слипаемостью.
Таблица 2.1 — Параметры определяющие эффективность циклона
|
Параметры |
СК-ЦН-34М |
|
|
, мкм |
1,95 |
|
|
lg |
0,308 |
|
|
, м/с |
11,7 |
|
Таблица 2.2 — Соотношение размеров для циклона СК-ЦН-34М
|
Высота цилиндрической части, Н ц |
160 мм |
|
|
Высота цилиндрической части, Н к |
1040 мм |
|
|
Внутренний диаметр выхлопной трубы, d |
88 мм |
|
|
Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия, d 1 |
72 мм |
|
|
Ширина входного патрубка в циклоне (внутренний размер), b |
72 мм |
|
|
Высота внешней части выхлопной трубы, h в |
120 мм |
|
|
Высота установки фланца, h фл |
40 |
|
|
Высота входного патрубка, а |
160 |
|
|
Длина входного патрубка, l |
240 |
|
|
Текущий радиус улитки, с |
1232 мм |
|
Перечень позиций
1 — конус;
2 — цилиндр;
3 — выхлопная труба;
4 — входной патрубок;
5 — выходной патрубок;
6 — бункер;
7 — опорный фланец.
Заключение
В результате расчетов установлено, что максимальная концентрация загрязняющего вещества (CO) отдаляется на расстоянии 182,7 м от источника выбросов. Скорость ветра, при которой достигается максимальная концентрация, составляет 1,27 м/с. Длина зоны загрязнения по оси факела выбросов, превышающая среднесуточную ПДК для CO, составляет 3751 м.
Список источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kontrolnaya/otsenka-sostoyaniya-atmosfernogo-vozduha/
1 СТП 3.4.2004 — 01 Система вузовской учебной документации. Требования к оформлению текстовых документов. — Взамен СТП 17-98; введ. с 11.04.01. — Красноярск: Издательский отдел СибГТУ — 45 с.
2 Боголюбов С.А. Экологическое право [Текст] /С.А. Боголюбов. — М.: Высшее образование, 2006. — 485 с.
3 Мозговая О.Ю. Экологическая безопасность [Текст] /О.Ю. Мозговая, С.А. Птицына, А.В. Кунцова. — М.: Соц.защита, 1997. — 156 с.
воздух загрязняющий рассеивание вещество
