Минимальная высота источника выброса.

На процесс рассеивания промышленных выбросов большое влияние оказывают состояние атмосферы, расположение предприятий и источников выброса, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника выброса, диаметр устья и т.д. Максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземных слоях атмосферы прямо пропорциональна производительности источника и обратно пропорциональна квадрату его высоты над землей. Повышение температуры и момента количества движения выбрасываемых газов приводит к увеличению подъемной силы и снижению их приземной концентрации.

Для того чтобы концентрация загрязняющего вещества в приземных слоях атмосферы не превышала значения ПДК, необходимо определить минимальное значение высоты трубы, из которой производится выброс, при остальных заданных параметрах выброса.

Согласно действующей методике минимальная высота Н_min одиночной незатененной трубы для рассеивания газовоздушных выбросов, имеющих температуру выше температуры окружающего воздуха, определяют по формуле:

          _____________________

                 А ∙ М ∙ F ∙ m ∙ n  

Н_min = √———————————  ,  где

       ( ПДК_i – с_фi ) ∙ ³√Q ∙ ΔT

ПДК_i – ПДК_с.c i-го ЗВ, мг/м³ определяется по Приложению;

с_фi – фоновая концентрация ЗВ в атмосферном воздухе района, мг/м³.

Для выброса холодной газовоздушной смеси (температура выбрасываемых газов близка к температуре окружающего воздуха) через одиночную трубу минимальная высота трубы: 

          А ∙ М ∙ F ∙ D ∙ n     ^3/4

Н_min = —————————  .

         ( ПДК_i – с_фi ) ∙ 8 ∙ Q

Высота трубы важный фактор, воздействующий на уровни приземных концентраций загрязняющих веществ. Следует иметь в виду, что с увеличением высоты отдельно стоящей трубы её стоимость возрастает примерно пропорционально кубу высоты. Поэтому иногда экономически целесообразно подвергать выбрасываемую газовоздушную смесь более тщательной очистке.

Практическая часть

3.1 Исходные данные:

- суммарные выбросы ЗВ на предприятии (М, г/с);

- высота источника выброса (Н, м);

- диаметр устья источника выброса (D, м);

- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (ω_г, м/с);

- температурная характеристика выброса (ΔТ, ⁰С) – разность между температурой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха;

- фоновая концентрация ЗВ (с_фi, мг/м³).

Заданные параметры занести в таблицу.

3.2 Определить класс опасности и категорию опасности предприятия.

Класс опасности предприятия определяется по формуле:

                             М_i     k_i

       КОП = Σ (——— ) ,

                        ПДК_ссi

где М_i – выбросы предприятия, т/г;

  k_i – постоянная, учитывающая класс опасности i-го ЗВ:

Категория опасности предприятия определяется по рассчитанному классу опасности предприятия с помощью таблицы:

3.3 Выбрать ЗВ, подлежащие рассмотрению для расчета ПДВ.

Для всех ЗВ рассчитывается общий показатель Ф_н, используемый для сравнения:

                Ф_н = 0,01 · Н       при Н >10 м

                Ф_н = 0,1 · Н         при Н ≤10 м.

Выбираются те ЗВ, для которых выполняется неравенство:           М_i

                                                                                                   Ф_i = ———  > Ф_н

                                                                                                                                                          ПДК_i

Дальнейший расчет производится по выбранным ЗВ.

3.4 Рассчитать ПДВ загрязняющего вещества на случай горячего и холодного выбросов по методике, изложенной в теоретической части. Расход газовоздушной смеси Q определяется по формуле: Q = π · D² · ω_г/4 = 0,785·D²·ω_г.

Сравнить полученное значение ПДВ с заданными значениями М.

3.5 Рассчитать минимальную высоту источника на случай горячих и холодных выбросов. Полученные расчетные данные занести в таблицу.

3.6 Проанализировать полученные результаты, сформулировать заключение.

 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Устройство и принцип действия установки

Внешний вид установки представлен на рисунке3.1.

Установка представляет собой лабораторный стол (1), выполненный в виде металлического сварного каркаса, на котором установлена столешница (2) и вертикальная панель (3).

На вертикальной панели установлены устройства очистки воздуха:

- угольный адсорбер (4);

- силикагелевый адсорбер (5);

- водяной абсорбер (6).

Также на вертикальной панели расположены многоканальный кран-распределитель (7) и универсальная камера-смеситель (8). В подстольной части установки расположен вентилятор (9), закрепленный на раме (10).

С помощью вентилятора (9) создается воздушный поток в магистралях очистки (11), соединенных с адсорберами и абсорбером, и свободной магистрали (12). Воздушный поток от вентилятора поступает в кран (7), который обеспечивает возможность переключения магистралей. Далее по одной из магистралей воздушный поток попадает в камеру (8) и по возвратной магистрали (13) возвращается к вентилятору (9). Таким образом, пневмосистема установки является замкнутой.

На вертикальной панели (3) расположен блок управления (14), на лицевой панели которого расположены тумблеры для включения установки, вентилятора (9) и насоса (16) гидросистемы абсорбера.

Адсорбер (4) и (5) представляет собой прозрачную цилиндрическую ёмкость, имеющую верхнюю и нижнюю крышки с ниппелями и заполненную веществом-адсорбентом. Один адсорбер заполнен активированным углем, другой – силикагелем.

Абсорбер представляет собой цилиндрическую ёмкость из прозрачного материала, внутри которого имеется разбрызгиватель с решеткой для создания мелкодисперсной водяной среды.

Под столешницей (2) расположена насосная станция (15), представляющая собой прямоугольную ёмкость с водой, на дне которой установлен погружной насос (16). Вода подается по напорной трубке в разбрызгиватель абсорбера (6) и сливается по возвратной трубке в ёмкость с водой. Таким образом, гидросистема абсорбера является замкнутой.

Камера-смеситель (8) представляет собой цилиндрическую металлическую ёмкость со стеклянными кранами (17) и служит для внесения в воздушный поток пневмосистемы веществ-загрязнителей, отбора проб загрязненного и очищенного воздуха, обеспечения дополнительного объема воздуха и перемешивания воздуха с веществами-загрязнителями. Внесение веществ-загрязнителей и отбор проб осуществляется с помощью стеклянных кранов (17).

Склянки (18) для хранения веществ-загрязнителей размещены на столешнице (2). На каждой склянке нанесено наименование вещества-загрязнителя.

Указания мер безопасности

3.2.1 К работе с установкой допускаются лица, ознакомленные с устройством, принципом действия и мерами безопасности, приведенными в настоящем разделе.

3.2.2 Запрещается включать насос гидросистемы абсорбера, когда воздушный поток не проходит через абсорбер.

3.2.3 Лабораторную работу необходимо проводить в хорошо проветриваемом и вентилируемом помещении.

Рисунок 3.1  Схема лабораторной установки

                                       «Методы очистки воздуха от газообразных примесей»