2.2.1. Расчёт условий рассеивания выбросов промышленных предприятий

Распространение в атмосфере выбрасываемых из труб и вентиляционных устройств промышленных выбросов подчи­няется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий и источников выбро­сов, характер местности, расположение предприятий и хими­ческие свойства выбрасываемых веществ, высота источника, диаметр устья и т.д. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное – распределением температур в вертикальном направлении.

Метод расчёта концентраций в атмосферном воздухе веществ, содержащихся в выбросах предприятий, основан на модели рассеивания веществ в атмосфере, изложенной в «Общесоюзном нормативном документе ОНД-86». В основу «Методики расчёта концентраций в атмосферном воз­духе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприя­тий» ОНД–86, положено условие, при котором суммарная концентрация для каждого вредного вещества не должна пре­вышать максимальную разовую предельно допустимую кон­центрацию данного вещества в атмосферном воздухе. Модель учитывает состояние атмосферы (т.е. метеорологические условия) в месте расположения предприятия, характер местности (особенности рельефа), физические свойства выбросов, параметры источника выбросов и т.д.

При выбросе горячей газовоздушной смеси максимальная концентрация вредных веществ Сm (мг/м³) у земной поверхности достигается на оси факела выброса на расстоянии Х_mах (м) от источника (рис. 2.2) и определяется по формуле:

где А – коэффициент стратификации атмосферы, зависящий от температурного градиента атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредностей (для центра России принимают значение – 120);

М – масса вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с;

V₁ – объём выбрасываемой газовоздушной смеси, м³/с;

Рис. 2.2. Распределение приземной концентрации вредного вещества в

атмосфере на оси факела выброса одиночного точечного источника

Н – высота трубы, м;

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешан­ных частиц выброса в атмосфере (для газов равен 1, для пыли при эффективности очистки газоочистной уста­новки более 0,9 F=2,5 и менее 0,75 F=3);

∆T – разность между температурой выбрасываемой газовоз­душной смеси и температурой окружающего атмосфер­ного воздуха, равной средней температуре самого жар­кого месяца в 13 часов;

η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние ре­льефа местности;

m – безразмерный коэффициент, учитывающий условия вы­хода газов из трубы:

где

w_o – средняя скорость выхода газов из трубы, м/сек;

D – диаметр трубы, м;

n – безразмерный коэффициент, зависящий от параметра V_М, м/с.

при V_M ≤ 0,3 n=3

при V_M > 2 n=1

при 0,3 < V_M < 2 n = 3 –

Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей Сm (мг/м³) при выбросе холодной газовоздушной смеси определяется по уравнению:

где k = D / (8V₁) V_M = 1,3 · W₀· D / H

Расстояние (Х_mах) до места, где ожидается максимальная концентрация определяется по уравнению:

- для газов и мелкодисперсной пыли X = dH,

где d – безразмерная величина, зависящая от параметра V_M.

- для холодного выброса при V_M ≤ 2 d = 11,4 V_M.

при V_M > 2 d=16,1 .

- для крупнодисперсной пыли (F ≥ 2)

- в случае горячей газовоздушной смеси:

при V_M ≤ 2

при V_M > 2

Приземная концентрация вредного вещества С (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на расстоянии Х (м) от источника выброса опреде­ляется по формуле:

С = Сm · S_1,

где S₁ – безразмерный коэффициент, зависящий от отношения и F.

при ≤ 1 S₁ = 3( )⁴ – 8( )³ + 6( )²;

при 1 < ≤ 8 S₁ = ;

при > 8 (при F = 1) S₁ = ;

(при 2 ≤ F ≤ 3) S₁ =

Задание 2.5. Рассчитать приземную концентрацию пыли в точке, расположенной на расстоянии Х=1800 м от источника выбросов, находящейся на ветровой оси, при следующих параметрах: H=50 м, D=0,6 м, V₁=4,24 м³/с, w_o=4 м/с, температура газов 40 ⁰С, М=40 г/с, F=2. Параметры района расположения источника: А=180, температура наружного воздуха 20 ⁰С, η=1,2. Расчёты выполнить для горячей газовоздушной смеси и крупнодисперсной пыли.