Нормирование и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн

Министерство  Образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

 ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 «ОРЕНБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

ФАКУЛЬТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРИИ

 

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

 

 

Расчетно-графическое задание по экологии

Нормирование  и регулирование выбросов вредных  веществ в

  воздушный бассейн

 

 

ОГУ 241000.62.9.4.12.128 ПЗ

 

 

 

 

Руководитель:

к.т.н., доцент Глуховская М.Ю.

Выполнила:

ст. группы 11ЭРП(б)МАХП

Абдрахманова А.М.

 

 

Оренбург 2012

Аннотация

Расчетно-графическая работа содержит 17 страниц, 1 чертеж санитарно-защитной зоны, формулы и результаты расчетов.

Данная работы рассматривает воздухоохранные мероприятия: технические, санитарно-технические и архитектурно-планировочные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Постановка задачи.........................................................................4

Ход решения..................................................................................6

Расчет ПДВ....................................................................................9

Расчет ежегодных платежей за загрязнение  атмосферы в региональный экологический фонд.....................................................12

Вывод............................................................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постановка  задачи.

Требуется рассчитать:

а) максимальные приземные концентрации (С_м ) для SO₂, NO₂, CO и сажи;

б) расстояние (X_м) по оси факела, на которой они достигаются. Полученные значения (С_м + С_ф) сравнить с величиной ПДК_м.р.; в случае  превышения ПДК_м.р необходимо рассчитать расстояние (Х) (в метрах), на котором (С_м + С_ф) будет равно ПДК или количество циклонов или необходимую высоту трубы котельной.

в) ежегодные  платежи в региональный экологический  фонд при фактических выбросах и  ПДВ.

 

Высота трубы (Н) – 9,5 м;

Диаметр трубы (D) – 1,5 м;

Температура выброса (Т) - 180 ⁰C;

Объем выбросы (V₁) – 7,4 м³/с.

Концентрация  загрязнителей, измеренные в трубах (отходящих газах) котельных (С), мг/м³.

 SO₂=550

 NO₂=87

 CO=310

 Сажи=94

Фоновые концентрации вредных веществ на участке строительства (эксплуатации) котельной.

 

 

 

 

 

 

 

г.Оренбург

 

Сф
SO2	NO2	CO	Сажа
0,11	0,011	1,2	0,08

 

Роза ветров на участке строительства котельной

Среднегодовая повторяемость ветров( роза ветров)								Т, 0C Температура наружного воздуха	А  коэффициент стратификации
С	CВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
8	12	18	7	13	15	19	8	26,9	180

ПДК максимальные разовые для данных вредных веществ

( по СН 254 71), мг/м³

 

ПДКм.р SO2	ПДКм.р NO2	ПДКм.р  CO	ПДКм.р  сажи
0,5	0,085	3,0	0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ход решения.

Расчет  массы выброса в атмосферу  по каждому из вредных веществ:

М_i = Cⁱ ×V₁×10^-3, (г/с)

М_SO2 = 550×7,4×10^-3 = 4,07 (г/с);

М_NO2 = 87 ×7,4×10^-3 = 0,644 (г/с);

М_CO = 310×7,4×10^-3 = 2,294 (г/с);

М_САЖА = 310×7,4×10^-3 = 0,696 (г/с).

 

Расчет    Т(разности) :

Т = 180 - 26,9 = 153,1⁰C

 

Расчет  средней скорости выхода газовоздушной смеси (отходящих газов) из устья источника выброса производится по формуле:

 

 

 

 

 

 , м/с

 

Расчет  параметра, f,  производится по формуле:

 

 

 

  мг/

 

 

 

Расчет безразмерного  параметра m, производится по формуле:

 

 

 

Расчет безразмерного  параметра ν_m производится по формуле:

 

 

 

 

 

Т.к. > 2, n=1.

 

Расчет максимальной приземной концентрации вредных  веществ производится по формуле:

 

 

η=1        F_сажа = 3

             F_газ = 1

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем  приведенную к диоксиду  азота  концентрацию этих веществ, т.к.  диоксид  азота относится к наибольшему (второму) классу опасности.

 

            

              

 

Проверяем условия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет  ПДВ.

ПДВ  не выполняется для NO₂ и сажи. Для CO предельно-допустимый выброс составит (если есть соблюдения по CO):

ПДВ_co=М_co=2,294 г/с = 72,344 т/год.

=М_co=4,07 г/с = 128,4 т/год.

 

Количество  циклонов составит:

 

 

Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равна согласно каталогу 80% (или 0,8), тогда

ПДВ_сажи=М_сажи – (М_сажи

ПДВ_сажи =0,696 – (0,696

 

 

Расчет безопасного  расстояния до жилой застройки для  NO₂ и SO₂:

Х_м=dH

d=7+0,28

d=16,868 (м)

Х_м=16,8689,5=160,251(м). Это для NO₂ и SO₂.

Для сажи F=3, тогда по формуле:

Х_м= 80,123(м).

 

Величина  приземных концентраций вредных  веществ, С, в атмосфере по оси факела выброса на различные расстояния Х_м.

С=S_1мг/м³

 

Приравниваем С= и рассчитываем S₁.

 

 

 

Х=3,852160,251=617,287 (м)

 

= = 0,644 г/с = 20,309 т/год.

=М_co=4,07 г/с = 128,4 т/год.

Построение  границ санитарно-защитной зоны NO₂ и SO₂.

Итак, для  газов NO₂ и SO₂ безопасное расстояние Х=617,287 м.

Рассчитать  размеры СЗЗ по 8 румбам.

, где  безопасное расстояние по i-ому румбу.

L₀=Х, Р₀ = 12,5% (100% : 8 румбов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение границ СЗЗ для сажи.

 

 

 

 

Х=3,97480,123=318,483 (м)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет  ежегодных платежей за загрязнение  атмосферы в региональный экологический фонд.

Наименование вещества	М г/год	ПДВ т/год	ВСВ т/год
SO2	128,352	79,03	158,06
NO2	20,309	14,97	29,94
CO	72,344	364,43	728,86
Сажа	21,95	4,73	9,46

 

 

Наименование вещества	М ≤ ПДВ	ПДВ < М ≤ ВСВ	М > ВСВ
SO2		+	-
NO2	+	-	-
CO	+	-	-
Сажа	-	-	+

 

 

Наименование загрязняющих веществ	Нормативы платы за сброс 1 тонны загрязняющих веществ, руб.
	В пределах установленных допустимых нормативов сбросов	В пределах установленных лимитов  сбросов
SO2	40	200
NO2	52	260
CO	0,6	3
Сажа	41	205

 

 

При М_{ф i атм.} ≤ М_{н i атм} (М_ф <ПДВ) размер платы определяется по формуле:

 

 

 

 

Ставка платы за выброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов выбросов.

 

 

 

 

 

Плата за выброс загрязняющих веществ  в пределах

 установленных  лимитов.

При М_{н i атм.} < М_{ф i атм}  ≤ М_{л i атм} размер платы определяется по формуле:

 

 

ПДВ < М ≤ ВСВ

 

 )

П_л = С_л

П_л = 48532,8 (руб)

)

)

 

 

М > ВСВ

 

 )

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

1. Класс опасности при l_max=938,276 м. (II свыше 500 м).
2. Результаты сравнения с ПДК_м.р.

С_м + С_ф > ПДК для NO₂ и сажи.

Необходимы санитарно-технические  мероприятия: установить циклоны с  целью уменьшения массы выбросов. Подбираем циклоны типа ЦН-24 с  производительностью очистки 2,5 тыс. м³/час отходящих газов.

Количество циклонов составит:

 

 

 

Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равно согласно каталогу 80% (или 0,8), тогда

ПДВ_сажи=М_сажи – (М_сажи

ПДВ_сажи =0,696 – (0,696

Для NO₂ и SO₂ необходим расчет безопасного расстояния до жилой зайстройки. Производится по формуле:

Х_м=dH

Х_м=160,251 (м).

Величина  приземных концентраций вредных  веществ в атмосфере по оси  факела выброса на различных расстояниях  Х определяется по формуле:

С=S_1мг/м³

Приравниваем С= и рассчитываем S₁.

 

 

 

Х=3,852160,251=617,287 (м)

 

 

 

3. Корректировка размеров СЗЗ. Увеличить СЗЗ с учетом РВ.

Х=617,287 (м)

< X;

< X;

> X; =271,6 м;    

< X;

> X;

>X;

> X;

< X.

 

4. Организация СЗЗ (архитекрутно-планировочные мероприятия)

Необходима посадка в СЗЗ  лесополос шириной 50 м с азонным разрывом 20 м, отдавая предпочтенные районированием на Южном Урале газоноустойчивым деревьям и кустарникам, а также деревья с высокими пылезащитными свойствами.

Необходимо засадить 25 м газоустойчивых деревьев: боярышник обыкновенный, клен татарский, а также 25 м деревьев с высокими пылезащитными свойствами: вяз гладкий, ясень узколистый, клен осколистый, можжевельник.