--PAGE_BREAK--
1.4. Розрахунки
По-перше, розрахуємо середню швидкість виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду – w, використовуючи формулу (1.2):
Тепер за формулою (1.4) можна розрахувати f– коефіцієнт, необхідний для находження коефіцієнта m.
Знайдемо безрозмірний коефіцієнтm
за формулою(1.6):
Розрахуємо параметр vmза формулою(1.7):
Оскільки 0,3≤vm≤2, то значення безрозмірного коефіцієнта nвизначимо за формулою (1.8):
Тепер можна визначити максимальну приземну концентрацію шкідливих речовин См за формулою(1.1):
, мг∕м3
Відстань від джерела викиду, на якій досягається максимальна приземна концентрація, повинна визначатися за формулою (1.9). dвизначаємо за формулою(1.10).
Оскільки 0,5≤ vm≤2
м.
При 0,5vm≤2 небезпечна швидкість вітру дорівнює um
=
vm=1,101.
Знайдемо співвідношення u∕um
>1, отже для визначення безрозмірної величини rскористаємось формулою (1.13):
Максимальна приземна концентрація шкідливої речовини Сммпри несприятливих метеорологічних умов і швидкості вітру, відмінною від небезпечної швидкості вітру umповинна розраховуватися за формулою (1.12):
Смм=0,419∙0,0250=0,00105 мг∕м3
Оскільки u∕ um>1, як було зазначено вище, отже розрахунок безрозмірної величини р будемо проводити за формулою (1.15):
Відстань Хмм, на якій приземна концентрація досягає значення Смм, визначимо за формулою (1.14):
Хмм=217∙1,9008=412 м
Визначимо концентрації у приземному шарі на різних відстанях від джерела викиду при небезпечній швидкості вітру. Для цього скористаємось формулами (1.17-.1.18). Результати розрахунків внесемо до табл.2.
Таблиця 2
Х
, м
Хм
, м
Х∕Хм
s1
C,
мг∕м3
20
217
0,0922
0,0449
0,000112
40
217
0,184
0,157
0,000393
60
217
0,276
0,307
0,000768
80
217
0,369
0,470
0,00118
100
217
0,461
0,627
0,00157
120
217
0,553
0,763
0,00191
140
217
0,645
0,869
0,00217
160
217
0,737
0,942
0,00235
180
217
0,829
0,983
0,00246
200
217
0,922
0,998
0,00250
220
217
1,014
0,997
0,00249
240
217
1,106
0,975
0,00244
260
217
1,198
0,952
0,00238
280
217
1,290
0,929
0,00232
300
217
1,382
0,905
0,00226
320
217
1,475
0,881
0,00220
340
217
1,567
0,857
0,00214
360
217
1,659
0,832
0,00208
380
217
1,751
0,808
0,00202
400
217
1,843
0,784
0,00196
20
217
0,0922
0,0449
0,000112
40
217
0,184
0,157
0,000393
60
217
0,276
0,307
0,000768
Аналогічно визначається значення концентрації шкідливих речовин на різних відстанях по вісі смолоскипу за інших значень швидкостей вітру u
та несприятливих метеорологічних умовах. За формулою (1.18-1.19) знаходиться значення s
1за відношенням Х/Хмн. Концентрація шкідливої речовини визначається множенням Смн на s
1
.
Результатирозрахунку значень s
1і С наведені у табл. 3.
Таблиця 3
Х
, м
Хм
, м
Х∕Хмн
s1
C,
мг∕м3
40
412
0,0971
0,0495
0,00005
80
412
0,194
0,172
0,00018
120
412
0,291
0,333
0,00035
160
412
0,388
0,505
0,00053
200
412
0,485
0,665
0,00070
240
412
0,583
0,800
0,00084
280
412
0,680
0,900
0,00095
320
412
0,777
0,963
0,00101
360
412
0,874
0,993
0,00104
400
412
0,971
0,999
0,001049
440
412
1,068
0,984
0,00103
480
412
1,165
0,961
0,00101
520
412
1,262
0,936
0,00098
560
412
1,359
0,911
0,00096
600
412
1,456
0,886
0,00093
640
412
1,553
0,860
0,00090
680
412
1,650
0,834
0,00088
720
412
1,748
0,809
0,00085
760
412
1,845
0,783
0,00082
800
412
1,942
0,758
0,00080
За результатами розрахунків, що приведені у табл. 2 та 3, будуємо графіки зміни концентрацій за віссю смолоскипа викиду [C1=f(X) і [C1=f(X)], (див. рис.1 3436.КР-ХЕ06109.001.ГЧ).
Знайдемо гранично допустимий викид. Для цього проведемо розрахунок за формулою (1.21):
г/с
Визначимо границі санітарно-захисної зони для даного підприємства. За вихідними даними: L=100 м; Р0=100/8=12,5 % − для восьми румбової троянди вітрів.
Розрахуємо розмір СЗЗ для кожного напрямку, користуючись формулою (1.22).
Таблиця 4
напрямок
Пн
ПнСх
Сх
ПдСх
Пд
ПдЗх
Зх
ПнЗх
штиль
Р, %
18
12
10
8
14
11
11
16
1
L, м
144
96
80
64
112
88
88
128
8
За отриманими даними будуємо схему СЗЗ (див. рис. 2 3436.КР-ХЕ08009.002.ГЧ).
Висновки до розділу 1
В цьому пункті були проведені розрахунки параметрів розсіювання викидів. Розраховано максимальну приземну концентрація шкідливих речовин См(мг/м3) для нагрітої газоповітряної суміші з одиночного джерела з круглим отвором при заданих та несприятливих метеорологічних умовах та визначено відстань, на якій вона досягається. Визначений гранично допустимий нагрітий викид шкідливої речовини в атмосферне повітря (ГДК, г/с), при якому забезпечується не перевищуюча ГДК концентрація його у приземному шарі повітря. Побудовано графіки зміни концентрації по осі факелу викиду C=f(x). Побудовано схемау санітарно-захисної зони підприємства відповідно до троянди вітрів міста Одеси.
2. НЕОРГАНІЗОВАНІ ДЖЕРЕЛА ВИКИДУ продолжение
--PAGE_BREAK--
2.1. Визначення кількості шкідливих речовин, що
поступають через нещільності фланцевих з'єднань
2.1.1. Порядок виконання розрахунку
Визначаються об’ємні частки складових газової суміші:
(2.1)
де Мі – відносні молекулярні маси складових газової суміші.
Абсолютний тиск газової суміші в трубопроводі:
Рабс=Рнадл+В (2.2)
Парціальний тиск складових газової суміші, Па:
Рі=ni
∙
P
абс (2.3)
Концентрація складових газової суміші, мг/м3:
(2.4)
Густина газової суміші в трубопроводі, кг/м3:
ρсм=∑Сі/106 (2.5)
Молекулярна маса газової суміші в трубопроводі, г/моль:
Мсм=∑(ni
∙
Mi
) (2.6)
Об’єм газів у трубопроводі, м3:
V
=0,785∙
d
2
∙
L (2.7)
Коефіцієнт негерметичності фланцевих з’єднань цехового трубопроводу m
приймається рівним 0,001.
Кількість газової суміші (г/ч), що виділяється через нещільності фланцевих з’єднань трубопроводу розраховується за формулою:
(2.8)
Об’єм газової суміші (м3/ч), що виділяється через нещільності фланцевих з'єднань трубопроводу:
(2.9)
Кількість складових газової суміші, що виділяється через нещільності фланцевих з'єднань трубопроводу, г/ч:
Gi=VсмCi10-3 (2.10)
2.1.2. Розрахунки
Знайдемо об’ємні долі складових газової суміші за формулою (2.1).
Абсолютний тиск:
Рабс=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:
ρсм=(197891,656+30549,993+162756,944)/106=0,391мг/м3
Молекулярна маса газової суміші в трубопроводі:
Мсм=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 Mi– 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
Речовина
А
В
С
Вода
7,9608
1678
230
Бензол
6,912
1214,6
221,2
Діхлоретан
7,184
1358,5
232
Парціальний тиск парів компонентів над сумішшю рідини, Па:
Рі=ni
∙
PiH
(2.13)
Коефіцієнт дифузії парів компонентів при t=0˚Cи Р=101308 Па, м2/с:
D0В=18,8∙10-6
D0Б=9,05∙10-6
D0Д=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
∙
d
2
пов
(2.15)
Площа люка, м2:
F
л
=0
,
785
∙
d
л
2 (2.16)
Далі розраховується відношення F
л
/
F
апв залежності від якого по табл. 6 вибирається коефіцієнт k
2, який враховує ступінь закриття поверхні випаровування:
Таблиця 6
Fл/Fап
0,0001
0,001
0,01
0,1
0,5
0,8
>0,8
k2
0,0000
0,010
0,10
0,2
0,3
0,6
1,0
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:
Р0В=РНВ ∙φ, (2.19)
де φ – вологість повітря, %.
, (2.20)
деt– температура рідини та газового середовища в апараті.
Р0Б=0;
Р0Д=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:
РНВ=9152,298 Па
РНБ=28637,177 Па
РНД=24182,961 Па
Парціальний тиск парів компонентів над сумішшю рідини:
Рводи=0,7747∙9152,298=7090,285 Па
РБ=0,1416∙28637,177=4055,024 Па
РД=0,0837∙24182,961=2040,144 Па
Коефіцієнт дифузії парів компонентів при заданій температурі:
м2/с
Площа поверхні випаровування в апараті:
Fап=0,785∙(2,4)2=4,522 м2
Площа люка:
Fл=0,785∙(0,56)2=0,246 м2
Знайдемо відношення Fл/Fапі 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:
Р0В=14,859∙0,5∙133,3=990,352
Р0Б=0
Р0Д=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 коефіцієнтk
, який враховує вологість породи.
Таблиця 7
φ, %
До 0,5
0,5-1,0
1,0-3,0
3,0-5,0
5,0-7,0
7,0-8,0
8,0-9,0
9,0-10
>10
k0
2,0
1,5
1,3
1,2
1,0
0,7
0,3
0,2
0,1
Визначається коефіцієнт k
1, який враховує швидкість вітру за табл. 8.
продолжение
--PAGE_BREAK--