1.7. Характеристика мероприятий по урегулированию выбросов в периоды неблагоприятных метеоусловий
При опасных метеоусловиях, таких как образование, над источником приподнятой инверсии, приземные концентрации вредных веществ могут превысить максимальные в 1,5-2 раза. При отсутствии ветра у земли, концентрации вредных веществ могут почти в 2 раза превысить максимальные концентрации. При одновременном несовпадении этих крайне неблагоприятных условий в районе источников выбросов значения концентраций вредных веществ могут увеличиться в 3-6 раз.
Главная геофизическая обсерватория им. Воейкова А.И. совместно с рядом институтов разработала правила, регламентирующие работу предприятия в период неблагоприятных метеоусловий для предотвращения опасного загрязнения воздуха в районе промышленного узла. В Правилах отражены основные положения, которые необходимо знать для прогнозирования особо опасных условий загрязнения атмосферы и для регулирования выбросов. Правила предусматривают составление прогнозов возможных особо неблагоприятных метеоусловий. Такие предварительные прогнозы дирекции промышленных узлов получают за сутки и организуют усиленный контроль за выбросами и за соблюдением технологических процессов.
Перед наступлением опасных условий, и предприятия должны принять меры к сокращению выбросов отдельными источниками.
При возникновении опасных метеоусловий допускается сверхнормативный расход щелочи или другой поглощающей вредные вещества жидкости для повышения степени очистки газа. Когда имеется опасение, что прогнозируемая концентрация будет превышать чрезмерно опасную. При этом предупреждении принимаются все возможные меры для снижения выделения вредных веществ в атмосферу, вплоть до прекращения работы предприятия. Поэтому предприятие применяет поэтапное мероприятие, которое подразумевает снижения уровня производства.
После предупреждения необходимо:
усилить контроль за соблюдением технологии производства
ограничить погрузочно – разгрузочные работы, связанные со значительными выделениями в атмосферу.
следует уменьшить работу печного агрегата.
не допускать «холостой» работы двигателей автотранспорта.
При метеорологических условиях ближе к штилю, наибольшую опасность представляют низкие наземные источники: открыто расположенное оборудование, вентиляционные выбросы и т.д. при штиле следует применять устройства, выносящие воздух в верхние слои атмосферы. Во время штилей не следует проводить операции, связанные с интенсивным выделением вредных веществ (продувка аппаратов, заполнение емкостей, ремонт оборудования).
Так как продолжительность аномально опасных условий мала по сравнению с общим временем работы предприятия, то перерасход реагента в очистных устройствах и электроэнергии для механической вентиляции не вызовет существенно значимых затрат, но предотвратит загрязнение приземного слоя атмосферы.
1.8. Расчет и анализ приземных концентраций загрязняющих веществ расчет рассеивания загрязняющих веществ от одиночного источника
Данный расчет проводится по всероссийскому документу ОНД-86, РОСКОМГИДРОМЕД.-Ленинград, 1985г,. Все необходимые таблицы и данные, ссылки которых есть в этом разделе находятся в этом нормативном документе.
АБЗ ДС-168.
Число дымовых труб, N |
шт. |
1 |
Высота дымовых труб, H |
м |
19 |
Диаметр устья трубы, D |
м |
1.8 |
Скорость выхода газовоздушной смеси, 0 |
м/с |
8 |
Температура газовоздушной смеси, Тг |
°С |
130 |
Температура окружающего воздуха, Тв |
°С |
20 |
|
|
|
Выброс двуокиси
серы,
|
г/с |
1,77 |
Выброс оксидов
азота (в пересчете на двуокись азота),
|
г/с |
0,17 |
Выброс оксидов
азота (в пересчете на оксид азота),
|
г/с |
0,027 |
Выброс оксида
углерода |
г/с |
1,02 |
|
|
|
Выброс мазутной золы, Мз |
г/с |
0,06 |
Выброс твердых частиц, Мтв |
г/с |
0,061 |
Выброс бенз(а)пирена
|
г/с |
0,000072 |
Выброс пыли, Мп |
г/с |
50,62 |
Мсо
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества см (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии хм (м) от источника и определяется по формуле:
где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы(для Красноярска 200); М (г/с) — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе(газообразные = 1,; m и n — коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H (м) — высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м); — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности .в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, = 1; T (°С) — разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв; V1 (м3/с) — раход газовоздушной смеси, определяемый по формуле:
где D (м) — диаметр устья источника выброса; 0 (м/с) — средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.(из паспортны данных=8м/с)
Перегрев газовоздушной смеси, Т:
Т = Тг - Тв
При определении значения Т (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг (°С) — по действующим для данного производства технологическим нормативам.
Т = 130-20=110°С
Значение безразмерного коэффициента F принимается:
а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) — 1;
б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эсплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % — 2; от 75 до 90 % — 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки — 3. В нашем случае F2=2.
Вне зависимости от эффективности очистки значение коэффициента F принимается равным 3 при расчетах концентраций пыли в атмосферном воздухе для производств, в которых содержание водяного пара в выбросах достаточно для того, чтобы в течение всего года наблюдалась его интенсивная конденсация сразу же после выхода в атмосферу.
Значения коэффициентов
т
и п
определяются в зависимости от параметров
f;
м,
и fe:
;
.
Коэффициент т определяется в зависимости от f по формулам:
при f
< 100;
при f
100.
В нашем случае f100
Коэффициент п при f < 100 определяется в зависимости от м по формуле:
n = 1 при м 2;
Расстояние хм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения см, определяется по формуле
,
где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формуле:
d
= 7
(1
+ 0,28
)
при м
> 2.
d
= 7
(1
+ 0,28
)=17,46
Значение опасной скорости им (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ см, в случае f100 определяется по формуле:
им
= м
(1 + 0,12
)
при м
> 2
им
= 3,18 (1 + 0,12
)=
3,82 м/с
Расстояние хм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения см , для газообразных выбросов, таких как:
Выброс двуокиси серы, |
Выброс оксидов азота (в пересчете на двуокись азота), |
Выброс оксидов азота (в пересчете на оксид азота), |
Выброс оксида углерода Мсо |
Используем формулу ,где F принимаем за 1,и
По той же формуле рассчитываем расстояние загрязнения для твердых частиц выбросов: |
Выброс мазутной золы, Мз |
Выброс твердых частиц пересчитаных на ванадий, Мтв |
Выброс бенз(а)пирена |
Выброс пыли, Мп |
где F примем за 2,так как выброс твердых веществ и присутствует очистка более 90%, и:
Возьмем 4 расстояния, находящихся от источника загрязнения на различных удалениях:
х1=100м;
х2=300м;
х3=400м;
х5=500м.
При опасной скорости ветра им приземная концентрация вредных веществ с (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле:
с = s1см,
где s1 — безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/хм по формуле:
s1 = 3 (х/хм)4 - 8 (х/хм)3 + 6 (х/хм)2 при (х/хм) 1;
при 1 < х/хм
8;
Для газообразных выбросов:
Для расстояния x1 и х2:
.х1: s1 = 3 (100/332)4 - 8 (100/332)3 + 6 (100/332)2 =0.35
.х2: s1 = 3 (300/332)4 - 8 (300/332)3 + 6 (300/332)2 =0.99
Для расстояний х3 и х4:
.х3:
.х4:
Максимальные концентрации определяются по основной формуле:
Максимальная концентрация SO2
Концентрация на удалениях от максимальной :
х1: сso2 = 0,35·0,056=0,0196 мг/м3
х2: сso2 = 0,99·0,056=0,0554 мг/м3
х3: сso2 = 0,95·0,056=0,0532 мг/м3
х4 сso2 = 0,84·0,056=0,0470 мг/м3
Максимальная концентрация NO2:
Концентрация на удалениях от максимальной :
х1: сNO2 = 0,35·0,0056=0,00196 мг/м3
х2: сNO2= 0,99·0,0056=0,00554 мг/м3
х3: сNO2= 0,95·0,0056=0,00532 мг/м3
х4 сNO2= 0,84·0,0056=0,00403 мг/м3
Максимальная концентрация NO:
Концентрация на удалениях от максимальной:
х1: сNO = 0,35·0,00088=0,0003 мг/м3
х2: сNO = 0,99·0,00088=0,00087 мг/м3
х3: сNO = 0,95·0,00088=0,00083 мг/м3
х4 сNO = 0,84·0,00088=0,00063 мг/м3
Максимальная концентрация СО:
Концентрация на удалениях от максимальной:
х1: сco = 0,35·0,033=0,012мг/м3
х2: сco = 0,99·0,033=0,032 мг/м3
х3: сco = 0,95·0,033=0,031 мг/м3
х4 сco = 0,84·0,033=0,023 мг/м3
Для твердых выбросов:
Расстояние максимальной концентрации = 250м
Находим коэффициент s1.
.х1: s1 = 3 (100/250)4 - 8 (100/250)3 + 6 (100/250)2 =0.52
Для расстояний х2, х3 и х4 :
.х2:
.х3:
.х4:
Максимальная концентрация мазутной золы:
Концентрация на удалениях от максимальной:
х1: см.з = 0,52·0,0038=0,0019мг/м3
х2: см.з = 0,95·0,0038=0,0036 мг/м3
х3: см.з = 0,85·0,0038=0,0032 мг/м3
х4 см.з = 0,74·0,0038=0,0021 мг/м3
Максимальная концентрация твердых частиц в пересчете на V2O5:
Концентрация на удалениях от максимальной:
х1:
=
0,52·0,00386=0,0020мг/м3
х2: = 0,95·0,00386=0,00367 мг/м3
х3: = 0,85·0,00386=0,00328 мг/м3
х4 = 0,74·0,00386=0,00216 мг/м3
Максимальная концентрация бенз(а)пирена:
Концентрация на удалениях от максимальной:
х1: сБ(а)п
= 0,52·
=2,3·
мг/м3
х2:
сБ(а)п
= 0,95·
=4,3
мг/м3
х3: сБ(а)п = 0,85· =3,8· мг/м3
х4 сБ(а)п = 0,74· =2,5· мг/м3
Максимальная концентрация пыли, выдуваемая с сушильного барабана дымовыми газами:
Концентрация на удалениях от максимальной:
х1: сп = 0,52·3,203 =1,665мг/м3
х2: сп = 0,95·3,203 =3,042 мг/м3
х3: сп = 0,85· 3,203 =2,722мг/м3
х4 сп = 0,74· 3,203 =1,794мг/м3
Доли ПДК для каждого
случая рассчитываем по формуле
,
где
-
расчетная концентрация;
-
фоновая концентрация, находится 90% от
ПДК;
Таблица 10. Сравнение полученых концентраций с значениями ПДК
Наим. ЗВ. |
Концентрации ЗВ на расстояниях от источника выброса, г/м3 |
ПДК |
Сфон |
Сф+Ср |
Доли ПДКм.р на различных расстояниях. Для: |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
SO2 |
0,056 |
0,0196 |
0,0554 |
0,0532 |
0,0403 |
0,5 |
0,45 |
0,506 |
1,01 |
0,9392 |
1,0108 |
1,006 |
0,9806 |
||||
NO2 |
0,0056 |
0,0019 |
0,0055 |
0,0053 |
0,004 |
0,2 |
0,18 |
0,185 |
0,93 |
0,9095 |
0,9275 |
0,9269 |
0,92 |
||||
NO |
0,00088 |
0,0003 |
0,00087 |
0,00083 |
0,00063 |
0,4 |
0,36 |
0,3608 |
0,90 |
0,9007 |
0,9022 |
0,9021 |
0,9016 |
||||
CO |
0,033 |
0,012 |
0,032 |
0,031 |
0,023 |
5 |
4,5 |
4,533 |
0,91 |
0,9024 |
0,9064 |
0,9062 |
0,9046 |
||||
V2O5 |
0,00386 |
0,0020 |
0,00367 |
0,00328 |
0,00216 |
0,15 |
0,135 |
0,1388 |
1,03 |
0,9133 |
0,9244 |
0,9218 |
0,9144 |
||||
Б(а)п |
0,0000045 |
0,0000023 |
0,0000043 |
0,0000038 |
0,0000025 |
0,000001 |
0,0000009 |
0,0000054 |
5,4 |
3,2 |
5,2 |
4,7 |
3,4 |
||||
Пыль неорг.:ниже 20% SiO2 |
3,2 |
1,66 |
3,042 |
2,72 |
1,749 |
0,3 |
0,27 |
3,47 |
11,56 |
6,4 |
11,04 |
9,96 |
6,73 |
||||
Можно сделать вывод о том что максимально-приземная концентрация у газообразных загрязняющих веществ(CO, NO, NO2 ) находится на расстоянии 340 метров от дымовой трубы, и с учетом фоновых концентраций находится в пределах ПДКм.р., кроме SO2. У твердых выбросов расстояние максимальной приземной концентрации находится на расстоянии 250 метров; и все твердые выбросы: бенз(а)пирена,мазутной золы в пересчете на ванадий и пыли выносимой дымовыми газами из сушильного барабана превышают максимально-разовые предельно - допустимые концентрации.
Таблица 11 – Приземные концентрации загрязняющих веществ
Загрязняющее вещество
|
Класс опасности |
ПДК в воздухе населенных мест, мг/м3 |
Концентрации в долях ПДК |
||||
Существующее положение |
Полное развитие |
||||||
На границе СЗЗ |
В населенном пункте |
На границе СЗЗ |
В населенном пункте |
||||
SO2 |
3 |
0,5 |
0,9806 |
0,9806 |
|
|
|
NO2 |
2 |
0,2 |
0,92 |
0,92 |
|
|
|
NO |
3 |
0,4 |
0,9016 |
0,9016 |
|
|
|
CO |
1 |
5 |
0,9046 |
0,9046 |
|
|
|
V2O5 |
1 |
0,15 |
0,9144 |
0,9144 |
|
|
|
Б(а)п |
1 |
0,000001 |
3,4 |
3,4 |
|
|
|
Пыль неорг.:ниже 20% SiO2 |
3 |
0,3 |
6,73 |
6,73 |
|
|
|