Комплексы воздухоохранных мероприятий

Для достижения величины ПДВ применяют комплекс технологических, архитектурно-планировочных и санитарно-технических мероприятий, выбирая среди них наиболее экономически целесообразные. Наиболее часто на практике применяют следующие мероприятия:

а) технологические:

- соблюдение технологических норм расхода электроэнергии и пара единицу продукции;

- очистка сырья от вредных примесей (например, удаление серы из топлива), использование малосернистого мазута с содержанием серы 2% и менее; перевод котельной с угля на мазут или природный газ, перевод предприятия на централизованное теплоснабжение с закрытием местной котельной;

- создание малоотходных технологических процессов (количество отходов меньше 10 % от количества сырья); применение рециркуляции отходящих газов (до 100%) в технологическом процессе;

- использование вторичных энергоресурсов (ВЭР); установка экономайзеров, утилизация тепла вытяжного воздуха в системах вентиляции для подогрева приточного воздуха;

- замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;

- применение пневмотранспорта для транспортировки пылящих материалов в деревообрабатывающих цехах, в силикатной промышленности и т. д.

б) архитектурно-планировочные:

- выбор участка под строительство с учетом розы ветров, рельефа местности, размещения существующих промузлов или промзоны;

- организация санитарно-защитных зон с радиусом от 50 до 1000м и более в зависимости от класса предприятия и результатов расчета рассеивания (L0);

- посадка в санитарно-защитных зонах лесополос шириной 50м с газонным разрывом 20м, отдавая предпочтение районированным на Южном Урале газоустойчивым деревьям и кустарникам (боярышник обыкновенный, смородина золотистая, клен ясенелистный, клен татарский и т. д.), а так же деревьям с высокими пылезащитными свойствами (вяз гладкий, ясень остролистый, можжевельник и т.д.).

в) санитарно-технические:

- организация местной аспирационной сети и общеобменной вентиляции цеха (участка) в соответствии с расчетами выбросов по каждому веществу (г/с) и необходимой степени очистки;

- объединение мелких источников в единый источник одной аспирационной сетью;

- установка пылеочистного оборудования с выбором по паспортам и с учетом необходимой степени очистки (Э, процент), производительности (м 3/c), температурного режима и себестоимости очистки, возможности переработки уловленных вредных веществ в полупродукты или товарные продукты;

- установка газоочистного оборудования, снижающего концентрации вредных веществ в выбросах на основе процессов: адсорбции, каталитического сжигания. Например, применение мокрого скруббера, угольного адсорбера, печей сжигания, системы нейтрализации отработавших газов (СНОГ) и т. д.

Расчет

Исходные данные для котельной:

Высота трубы H = 29,9 м

Диаметр устья источника D = 1,5 м

Температура отходящих газов Т = 160⁰С

Объём отходящих газов V₁ = 8,3 м³/с

Концентрации вредных веществ, измеренные в трубах, С, мг/м³

Фоновые концентрации вредных веществ, С_ф, мг/м³

Расчёт массы выброса в атмосферу о каждому из вредных веществ производится по формуле (1.4)

М_SO2= С^SO2 · V₁ · 10^{– 3}, г/c

М_SO2= 520· 8,3 · 10^{– 3} = 4,316 г/ c

М_NO2= C^NO2· V₁· 10^{– 3} г/ c

М_NO2= 72 · 8,3· 10^{– 3} = 0,597 г / c

M_CO= С^СО · V₁ · 10^{– 3}, г / c

M_CO= 290 · 8,3 · 10^{– 3} = 2,407 г / c

М_сажи= C^сажи · V₁· 10^{– 3}, г / c

М_сажи= 58 · 8,3 · 10^{– 3} = 0,481 г / c

Расчёт ∆Т (разности температур):

∆Т=Т_г ─Т_в

где Т_г – температура отходящего газа, Т_г = 160^оС;

Т_в температура окружающего воздуха; для расчета принята средняя температура наружного воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца года; для пос. Александровка Т_в = 26,9^оС, тогда

∆Т = 160 – 26,9 = 133,1^оС

Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси (отходящих газов) из устья источника выброса производится по формуле (1.5)

Расчет параметра, f, производится по формуле (1.7)

Расчет безразмерного параметра m производится по формуле (1.6)

Расчёт параметра производиться по формуле:

(1.9)

Значение безразмерного коэффициента n:

Из справочных материалов v_м > 2, следовательно n = 1.

Расчет максимальной приземной концентрации вредных веществ производится (1.3)

где η = 1 – т.к. слабо пересеченная местность с перепадом, не превышающим 50 м/км.

где F _сажа = 3, а F _газов= 1

Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из трубы котельной, эффектом суммации действия обладают диоксид азота и диоксид серы.

Определяем приведенную к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относят к наибольшему (второму) классу опасности, то (формула 1.10):

Проверяем условиеСⁿ_м + Сⁿ_ф < ПДКⁿ_м.р.,

C_м^прив.NO2 +С^NO2 = 0,0205 + 0,011 = 0,0315 мг/м ³ < ПДК ^NO2_м.р = 0,085 мг/м

С_м^СО + С_ф^СО= 0,05 + 1,2 = 1,25 мг/м ³ < ПДК ^СО_м.р. = 3 мг/м ³

С_м^сажи + С_ф^сажи =0,03 + 0,08 = 0,11 мг/м³ < ПДК ^сажи _м.р. = 0,15 мг/м³

Расчёт ПДВ

3.1 Расчёт безопасного расстояния до жилой застройки для NO₂ и SO₂

Расчёт расстояния по оси факела выброса от источника выброса Х_м, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации C_м производится по формуле (1.11).

X_м = d × H

так как v_м > 2м/с, величину вспомогательного параметра d определяем по формуле (1.13)

X_м = 10,2161 × 29,9 = 305,4613 метров (для газов NO₂ и SO₂)

Для сажиF=3, тогда по формуле (1.14)

Величина приземных концентраций вредных веществ, С, в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (метров) определяются по формуле (1.15):

C = S₁ (C_м^прив.NO2+ C_Ф^NO2)

Приравниваем С = ПДК_мр^NO2 и рассчитываем S₁

Далее, находим соотношение X/X_м = 1,2 (т.к. S₁ < 1), отсюда X = 1,2 × X_м:

X = 1,2 × 162,908 = 195,490 метров

При таком расстоянии фактический выброс диоксида азота и двуокиси серы является ПДВ, т.е. обеспечивает соблюдение ПДК.

ПДВ_NO2 = 0,608 г/с = 1,9173 т/год

ПДВ_SO2 = 4,446 г/с = 14,0209 т/год

3.2 Построение границ санитарно-защитной зоны для NO₂ и SO₂

Для газов SO₂ и NO₂, безопасное расстояние X = 228,9 м. Используя исходные данные о розе ветров и формулу (1.17), вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:

где - безопасное расстояние по i-ому румбу;

L₀ = X, P₀ =12.5 % (100 %: 8 румбов)

По газу:

L _С = 305,4 × 8/12.5 = 195,45=305,4 м

L _СВ =305,4 × 12/12.5 = 293,184=305,4 м

L _В = 305,4 × 18/12.5 = 439,776 м

L _ЮВ = 305,4 × 7/12.5 = 171,024=305,4 м

L _Ю = 305,4 × 13/12.5 = 293,184=305,4 м

L _ЮЗ = 305,4 × 15/12.5 = 366,48 м

L _З = 305,4 × 19/12.5 = 464,208 м

L _СЗ = 305,4 ×8/12.5 = 159,456=305,4 м

По саже:

L _С = 178,8 × 8/12.5 = 114,43м

L _СВ =178,8 × 12/12.5 = 171,64 м

L _В = 178,8 × 18/12.5 = 257,47 м

L _ЮВ = 178,8 × 7/12.5 = 100,128 м

L _Ю = 178,8 × 13/12.5 = 185,95 м

L _ЮЗ = 178,8 × 15/12.5 = 214,56 м

L _З = 178,8 × 19/12.5 = 271,77 м

L _СЗ = 178,8 ×8/12.5 = 114,43 м

Строим окружностьR =X c центром по месту расположения источника выброса. Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние ,учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д.

В тех случаях, когда расстояние < L0 влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние равное L0 для гарантии безопасности.