Розрахунок розсіювання в атмосфері шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств

      

      

      

      Абсолютний  тиск:

      Р_абс=209020+101325=310345 Па

      Парціальний тиск складових суміші:

      Р(Н₂)= 310345∙0,8978=278627,741 Па

      Р(СО)= 310345∙0,0099=3072,416 Па

      Р(СН₄)= 310345∙0,0923=28644,835 Па

      Концентрація  складових газової суміші:

      

         мг/м³

      

  мг/м³

      

 мг/м³

      Щільність газової суміші в трубопроводі:

      ρ_см=(197891,656+30549,993+162756,944)/10⁶=0,391мг/м³

      Молекулярна маса газової суміші в трубопроводі:

      М_см=2∙0,8978+28∙0,0099+16∙0,0923=3,5496

      Об’єм газів у трубопроводі:

      V=0,785∙0,124²∙150=1,8105 м³

      Кількість газової суміші:

      

г/ч

      Об’єм газової суміші:

      

  м³/ч

      Кількість складових газової суміші, що виділяється  через нещільності фланцевих  з'єднань трубопроводу:

      G(H₂)=0,0105∙197891,656∙10^-3=2,0803  г/ч

      G(CO)= 0,0105∙30549,993∙10^-3=0,324 г/ч

      G(CH₄)= 0,0105∙162756,944∙10^-3=1,747 г/ч 

      2.2. Випаровування з вільної поверхні рідини

      

      

      Кількість шкідливих речовин, що випаровуються  з вільної поверхні рідини (при зберіганні у відкритих резервуарах, пропитці, промивці, розливі та ін.) залежить від їх властивостей, температури, площі дзеркала випаровування та рухомості повітря. Процес переносу речовини, що випаровується, від джерела випаровування у навколишнє середовище може бути дифузним, а також обумовленим природною або змушеною конвекцією.

      Розберемо випадок випаровування шкідливих  речовин з вільної поверхні рідини при плівковому режимі. При такому режимі біля поверхні рідини утворюється  плівка нерухомого повітря досить великої товщини. Перенос речовини з поверхні рідини через цю плівку забезпечується дифузією. 

      2.2.1. Порядок виконання розрахунку

      Мольні  долі складових рідини:

        

      (2.11)

      де  M_i – відносні молекулярні маси складових рідини.

      Парціальний тиск насичених парів компонентів над чистими рідкими речовинами:

                                                         (2.12)

      де  А, В, С – емпіричні коефіцієнти, значення яких для кожного компонента суміші рідини представлено в табл. 5

      Таблиця 5

      Значення  емпіричних коефіцієнтів А, В, С

 

      Парціальний тиск парів компонентів над сумішшю  рідини, Па:

            Р_і=n_i∙P_i^H  (2.13)

      Коефіцієнт  дифузії парів компонентів при t₀=0˚C и Р=101308 Па, м²/с:

      D_0В=18,8∙10^-6

      D_0Б=9,05∙10^-6

      D_0Д=8,02∙10^-6

      Коефіцієнт  дифузії парів компонентів при  заданій температурі t, ˚C, і тиску Р₀=101325 Па:

                                                           (2.14)

      Площа поверхні випаровування в апараті, м²:

            F_ап=0,785 ∙d²_пов  (2.15)

      Площа люка, м²:

            F_л=0,785 ∙d_л²  (2.16)

      Далі  розраховується відношення F_л/F_ап в залежності від якого по табл. 6 вибирається коефіцієнт k₂, який враховує ступінь закриття поверхні випаровування:

      Таблиця 6

 

      Температура кипіння компонентів рідини, ˚C:

      Вода  − 100˚C;

      Бензол  – 80,1˚C;

      Діхлоретан  – 83,5˚C.

        Коефіцієнт, що враховує зниження  температури поверхні випаровування:

      Вода − k₁=1,0;

      Бензол  − k₁=1,3;

      Діхлоретан  − k₁=1,3.

      Глибина від верхнього краю люка до поверхні рідини, м:

      h=H_ап(1-k_з)                                                   (2.17)

      

      Концентрації  складових газового середовища у  апараті, мг/м³:

                 (2.18)

      де  t – температура рідини та газової суміші в апраті.

      Парціальний тиск компонентів газової суміші у зовнішньому середовищі:

      Р_0В=Р^Н_В ∙φ,                                     (2.19)

      де  φ – вологість повітря, %.

                                                           ,                                       (2.20) 

      де t – температура рідини та газового середовища в апараті.

      Р_0Б=0;

      Р_0Д=0.

      Кількість компонентів газової суміші, що виділяється  з поверхні випаровування і надходить у зовнішнє середовище через люк, г/ч:

                                       (2.21)

      де  В – тиск зовнішнього середовища, В=101325 Па. 

      2.2.4. Розрахунки

      Мольні  долі складових рідини:

      

      

      

      

      Парціальний тиск насичених парів компонентів  над чистими рідкими речовинами:

      

      Р^Н_В=9152,298 Па

      

      Р^Н_Б=28637,177 Па

      

      Р^Н_Д=24182,961 Па

      Парціальний тиск парів компонентів над сумішшю рідини:

      Р_води=0,7747∙9152,298=7090,285 Па

      Р_Б=0,1416∙28637,177=4055,024  Па

      Р_Д=0,0837∙24182,961=2040,144  Па

      Коефіцієнт  дифузії парів компонентів при  заданій температурі:

      

м²/с

      

      Площа поверхні випаровування в апараті:

      F_ап=0,785∙(2,4)²=4,522  м²

      Площа люка:

      F_л=0,785∙(0,56)²=0,246   м²

      Знайдемо  відношення F_л/F_ап і по ньому визначимо коефіцієнт, який враховує ступінь закриття поверхні випаровування.

      

   => k₂=0,2

      

      Глибина від верхнього краю люка до поверхні рідини:

      h=2,6(1-0,7)=0,78  м

      Концентрації  складових газового середовища у  апараті:

      

      мг/м³

      

      мг/м³

      

    мг/м³

      Парціальний тиск компонентів газової суміші у зовнішньому середовищі:

      Р_0В=14,859∙0,5∙133,3=990,352

      Р_0Б=0

      Р_0Д=0

      Кількість компонентів газової суміші, що виділяється  з поверхні випаровування і поступає у зовнішнє середовище через люк:

      

г/ч;

      

 г/ч;

      

 г/ч. 

      2.3. Породні відвали. Розрахунок викидів твердих частинок 

      Викиди  твердих частинок у атмосферу  відвалами визначається як сума викидів  при формуванні відвалів і при  здуванні частинок з їх поверхні, що пилиться.

      Розглянемо  шахту, яка має плоский діючий не палаючий відвал. Порода доставляється самоскидами й планирується бульдозером. Пилоподавлення на даному відвалі не застосовується.

      

      

      2.3.1. Порядок розрахунку

      По  таблиці 7 визначається коефіцієнт k₀, який враховує вологість породи. 
 

            Таблиця 7