Методи системного аналізу в екологічних дослідженнях

     звичайні  атомні електростанції можуть використатися  тільки для виробництва електроенергії;

     існує ризик великої аварії; чистий вихід  корисної енергії низок;

     не розроблені сховища для радіоактивних відходів. У силу перерахованих вище недоліків це джерело енергії в цей час мале розповсюджений. Тому екологічно чисте майбутнє - за альтернативними джерелами енергії. Родовища нафти й газу присвячені, головним чином, до окраїнних морів сучасних або існуючих у минулому океанів. Більша частина розвіданих запасів зв'язана родовищами Перської затоки, Прикаспійського регіону,

     Мексиканської затоки, відкриття останніх десятиліть, до якого ставляться Західно-Сибірський басейн, Північне море, басейн північного схилу Аляски й ін. Тут можна  чекати приросту запасів за рахунок  подальших відкриттів. За той же період населення збільшиться на 1 мільярд, загальне споживання енергії  на 20-25%. Таким чином, приріст запасів  нафти не зможе компенсувати росту  споживання. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II частина - розрахункова.

 1. Розрахунок викидів забруднюючих речовин від резервуарів.

     Так як значення гранично допустимої концентрації (ГДК) для бензину марок А-76, А-93 та А-95 є однаковим, визначаємо загальне значення викидів парів бензину від одного резервуару. Розрахунок ведемо за бензином марки А-95, як найбільш леткої рідини.

     Кількість викидів у атмосферу забруднюючих речовин при зберіганні палива за рахунок випаровування (кг/год.) розраховується за формулою:

     П_р= 2,52 х V_р × Р_{S (38)} × М_п × (К_5х + К_5Т) × К₆ × К₇ × (1 - n) × 10^-9,

     де   V_р - об'єм рідини, що наливається у резервуар протягом року (м /рік);

     М_п - молекулярна маса парів рідини (г/моль), приймається в залежності від температури початку кипіння рідини ( t_пк , °С);

     для бензину А-95:    t_пк = 38°С М_п = 67,8 г/моль

     для дизпалива :        t_пк = 200°С М_п =159 г/моль

     n - коефіцієнт ефективності газовловлюючого пристрою резервуару;

     n =0.

     Р_{S (38)} - тиск насичених парів рідини при t = 38°С (гПа), приймається за табл. 1додатку,  в  залежності  від значення  еквівалентної температури  початку  кипіння рідини (t_екв, °С), що визначається за формулою:

     t_екв =

     де  t_пк, t_кк - температура відповідно початку і кінця кипіння рідини (°С),

     для бензину А-95:    t_кк = 187,6°С

     для дизпалива :       t_кк = 342°С.

     К_5х , К_5т - коефіцієнти, що залежать від тиску насичених парів Р_S(38) та температури газового простору відповідно в холодну й теплу пори року, визначаються за табл. 3.

     Для підземних резервуарів температура  за шість найбільш холодних місяців  визначається за формулою:

     t_гх^Р = К_1х + К_2х × t_ах + К_3х × t_жх ^р,

     а для найбільш теплих місяців за формулою:

     t_гт^р   = К_4т × (К_1т + К_2т × t_ат + К_3т × t_жт^р ),

     де  t_ах, t_ат - середні арифметичні значення температури атмосферного повітря відповідно за шість найбільш холодних та шість найбільш теплих місяців року, °С;

     К_1х, К_2х, К_3х та К_1т, К_2т, К_3т - коефіцієнти за шість найбільш холодних та шість найбільш теплих місяців, приймаються за табл. 2 додатку;

     К_4т - для підземних резервуарів дорівнює 1;

     t_жх^р, t_жт^р - середні температури нафтопродуктів у резервуарах за шість найбільш холодних та шість найбільш теплих місяців

     t_жх^р = 10°С t_жт^р = 20°С

     К₆ - коефіцієнт, що залежить від тиску насичених парів та річного обертання резервуару.

     Значення  коефіцієнту К₆ приймається за табл. 4 додатку в залежності від розміщення підприємства у тій чи іншій кліматичній зоні, тиску насичених парів та річного обертання резервуару П:

     П= 

     де  V_р - об'єм рідини, що поступає у резервуар протягом року (м³/рік);

     V_рез - об'єм резервуару, м .

     К₇ - коефіцієнт, що залежить від технічного оснащення та режиму експлуатації резервуару. Приймаємо, що резервуар обладнаний дихальним клапаном, режим експлуатації «мірник». Коефіцієнт К₇ = 0,95.

     2. Розрахунок викидів забруднюючих речовин при зливі нафтопродуктів із автоцистерн бензовозів.

     Кількість викидів забруднюючих речовин в  атмосферу при зливі нафтопродуктів із автоцистерн бензовозів у резервуари для палива визначається за формулою (кг/год):

     П= 0,2485 × V_р × Р_S(38) × М_п х (К_5Х + К_5Т) х 10^-9

     Злив  нафтопродуктів відбувається із автоцистерн  бензовоза ємністю 8 м³ . Одночасно злив може проводитись тільки з однієї автоцистерни (час зливу 40 хв.).

     При зливі палива з автоцистерн середня  температура газового простору цієї ємності приймається рівною середній температурі атмосферного повітря за відповідний період:

     t_гх^ц  =t_ах,      t_гт^ц  =t_ат, 

3. Розрахунок викидів забруднюючих речовин при заправці автомобілів паливом     від паливнороздаточних електронних модулів.

     Заправка  автомобілів відбувається двома  восьми пістолетними та однією шести  пістолетною колонками. Кожна колонка дозволяє виконувати одночасну заправку автомобілів будь-яким паливом, що є на заправці.

     Кількість викидів забруднюючих речовин в  атмосферу визначається за формулою:

     П_р= 2,52 × V_р × Р_S(38) × М_п × (К_5Х + К_5Т) × К₈ × (1 - n) х 10^-9

     де  К₈ - коефіцієнт, що залежить від тиску насичених парів Р_S(38) та кліматичної зони при наливі напіввідкритим струменем та зверху значення коефіцієнта К₈ збільшується відповідно у 1,8 та 3,5 рази, приймаємо К₈' = К₈ х 3,5. При заправці автомобілів температура газового простору визначається за формулами:

           t_гх = 0,5 × (t_ах + t_жх^р) - для холодного періоду;  

     t_гт= 0,5 × К₄ × (t_ат + t_жт^р) - для теплого періоду.

     Для нафтоналивних пристроїв К₄=1.

     При   відсутності   значення   масового   вмісту   і-го нафтопродуктів їх викиди можна розрахувати за формулою:

     П_і = П_вал × С_і × 10^-2,

     де  С_і - масова концентрація і-го компоненту в парах нафтопродуктів, % за масою.

Завдання

Визначити   вплив  діяльності   автозаправочної  станції  (АЗС) на  повітряне середовище за наведеними даними, враховуючи, що викиди забруднюючих речовин у атмосферу відбуваються при наступних технологічних процесах:

1. при зливі нафтопродуктів із автоцистерн бензовозів у резервуари для палива;
2. при зберіганні палива у резервуарах;
3. при заправці транспортних засобів.

Вихідні дані:

Бензин  марок А-76, А-93 та А-95 зберігається у  трьох підземних резервуарах  ємністю V_б (м³ ); дизельне пальне зберігається в одному резервуарі об'ємом V_д (м³)  Усі резервуари обладнані дихальними клапанами. Протягом року в резервуари резервуари потрапляє X (м³ ) бензину та V (м ³) дизельного пального. 

 

Рішення

1. Розрахунок викидів забруднюючих речовин від резервуарів

         1) Знаходимо еквівалентну t-ру кипіння  рідини

     t_екв =

     Для бензину                         Для дизпалива

     t_екв =             t_екв =

     t_екв = 55°С                                  t_екв  = 216°С

2) Знаходимо t-ру за шість холодних місяців для підземних резервуарів

     t_гх^Р = К_1х + К_2х × t_ах + К_3х × t_жх ^р,

     холодний період  < 25°С

       де згідно табличних даних: 

     К₁ = 1,62;  К₂ = 0,19;  К₃ = 0,74;  t_жх = 10°С

     t_гх^Р=1,62 +0,19× (-1,3) +0,74×10           t_гх^Р = 8,77

3. Знаходимо t-ру за шість теплих місяців для підземних резервуарів

     t_гт^р   = К_4т × (К_1т + К_2т × t_ат + К_3т × t_жт^р ),

     теплий  період < 35°С

     де  згідно табличних даних:

     К_1т = 6,1;   К_2т= 0,17;  К_3т=0,36; К_4т= 1_;  t_жт^р = 20°С

     t_гт^р   = 1×(6,1+ 0,17×16 +0,36 ×20)     t_гт^р  = 16,02

4. Знаходимо значення коефіцієнту К₆

     Для бензину:

       П =             П=           П = 37

     Згідно  табличних даних коефіцієнт К₆ = 2,57

     Для дизпалива

     П=           П = 26

     Згідно  табличних даних коефіцієнт К₆ = 1,24