На тему: «Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РК

НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра Охраны труда и окружающей среды

Расчетно-графическая работа №1

По дисциплине «Экология и устойчивое развитие"

На тему: «Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и

определение санитарно-защитной зоны»

Принял: Демеуова А. А., к. т. н. ст. преп

Выполнил: ст. гр. БЭ-13-11, Тлепбергенова Ж. К

Вариант: №11

Алматы 2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………. 3

Задание……………………………………………………………………………… 4

Решение………………………………………………………………………………5

Приложение 1………………………………………………………………………. 10

Приложение 2………………………………………………………………………. 10

Вывод…………. …………………………………………………………………….. 11

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….. 12

ВВЕДЕНИЕ

Данная расчетно - графическая работа позволяет нам определить категорию опасности предприятия на примере завода с различными цехами: гальванический, механический цех, сварочный участок и гараж. Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно – гигиенических критериев с учетом класса опасности вещества.

Экология в инженерии - это знание механизмов и причин вредного

воздействия результатов технической деятельности, в каждой отрасли отдельно и разработка проектирования и внедрений технологий, позволяющих при росте технического прогресса обеспечить минимизацию этого воздействия.

Развитие промышленности оказывает воздействие на различные компоненты природной среды: на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, паров и твердых частиц), на гидросферу (потребление воды, переброска стоков, создание новых водохранилищ) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение водного баланса, изменение ландшафта, выбросы на поверхности и в недра твердых, жидких и газообразных токсичных веществ). В настоящее время эти воздействия приобретают глобальный характер, затрагивая все структурные компоненты нашей планеты.

В настоящее время резко обострилась проблема загрязнения окружающей среды, постепенно она перерастает в реальную угрозу глобальной экологической катастрофы всего человечества. Проблемы экологического бедствия уже охватило более половины земного шара, резкий экологический дискомфорт ощущает население многих городов Казахстана, в том числе Алматы, Усть-Каменогорска, Тараза, Шымкента и других городов. Всё это с особой остротой ставит на повестку дня вопрос об охране окружающей среды и о труде человека в биосфере Земли

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 = 100 м

Диаметр устья Д = 6 м

Скорость выхода газов W₀ = 25 м/с

Т_г = 165 º С

Т_в = 23 º С

Выброс золы М_з = 1000г/с

Выброс двуокиси серы Мso₂ = 2000 г/с

Выброс оксидов азота М_NOx = 100 г/с

Степень очистки воздуха – 96 %

Район расположения – Актау

Направление:

Север - 24 %

Северо-восток - 17 %

Восток - 9%

Юго-восток - 7 %

Юг - 6 %

Юго-запад - 9 %

Запад - 10 %

Северо-запад - 18 %

1. Определение максимальных концентраций примесей в атмосфере с учетом веществ, обладающих эффектом суммации

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; при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов 80% – 2, 5;

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

Н – высота источника, м;

V1 – расход газовоздушной смеси, м³/с;

Δ Τ = Т_г - Т_в = 165 – 23 = 142º С.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, υ м, υ _м`, f_e:

, (1. 3)

, (1. 4)

, (1. 5)

. (1. 6)

Коэффициент m определяется по формуле:

. (1. 7)

Коэффициент n = 1, так как υ м ≥ 2.

Приведенная масса выбросов для веществ однонаправленного действия определяется:

2. Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация

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, определяется по формуле:

. (1. 12)

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

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 dнаходится по формулам:

. (1. 9)

Для газов:

3. Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить L₀

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:

Приземная концентрация SO₂:

X	X/Xm	S₁	C_SO₂
50	0, 02	0, 002	0, 001
100	0, 04	0, 009	0, 006
200	0, 08	0, 034	0, 022
400	0, 16	0, 123	0, 081
1000	0, 404	0, 53	0, 35
3000	1, 212	0, 948	0, 626
7000	2, 828	0, 554	0, 366

Приземная концентрация NO_X:

X	X/Xm	S₁	C_NO_X
50	0, 02	0, 002	0. 06
100	0, 04	0, 009	0. 273
200	0, 08	0, 034	1. 03
400	0, 16	0, 123	3. 727
1000	0, 404	0, 53	16. 06
3000	1, 212	0, 948	28. 727
5000	2, 02	0. 738	22. 364

Приземная концентрация золы:

X	X/Xm	S₁	Cз
50	0, 027	0, 004	0, 0026
100	0, 054	0, 016	0, 011
200	0, 108	0, 06	0, 039
400	0, 215	0, 204	0, 135
1000	0, 539	0, 743	0, 49
3000	1, 616	0, 84	0, 554

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.

4. Определить санитарно-защитную зону станции

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 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 %

Город/направ.	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Актау	24%	17%	9%	7%	6%	9%	10%	18%

Для золы берем от графика показанной на Рисунке 1 L₀=3000, а для газов берем L₀=7000

Для золы: Для газов:

м м

5. Построить «розу ветров» и санитарно-защитную зону станции

По полученным данным строим «Розу ветров» и санитарно-защитную зону:

Рисунок 2 – «Роза ветров»

Рисунок 3 - Санитарно-защитная зона станции.

Вывод:

Атмосфера земли – это газовая оболочка, окружающая Землю. Онаобеспечивает возможность жизни на земле и оказывает большое влияние на разные стороны жизни человечества.

Атмосфера как компонент биогенеценоза представляет собой слой воздуха в подпочве, почве и над ее поверхностью. В этой расчетно-графической работе представлено, какое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу Земли на примере одного города. Выброс вредных веществ, т. е. антропогенные воздействия на экологию прямым образом воздействует на окружающую среду.

Следует заметить, что в наше время является обязательным условием внедрения передовых ресурсосберегающих, безотходных и малоотходных технологических решений в промышленное проектирование. Эти решения должны позволять максимально сократить или избежать поступление вредных химических выбросов, а также снизить воздействие физических факторов до нормативов.

Основываясь на результаты графика «розы ветров» можно сделать вывод, что целесообразно производить постройки жилого массива в восточном, южном, юго-восточном и юго-западном направлениях. Так как выбросы вредных веществ в этих направлениях минимальны.

Список используемой литературы:

1. Еремкин А. И., Квашнин И. М., Юнкер Ю. Н. Формирование выбросов, загрязняющих веществ в атмосферу. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2001.

2. Т. Е. Хакимжанов. Методические указания к выполнению РГР по «Экологии», для всех форм обучения, 1999.