Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Октября 2013 в 10:34, курсовая работа
Целью данной курсовой работы была разработка природоохранного мероприятия, которое позволило бы снизить концентрации загрязняющих веществ до минимальных, не наносящих вреда окружающей среде и здоровью человека. Цель достигнута предложенным очистным устройством , которое позволяет очистить отработанные газы до ПДК от всех загрязняющих веществ, снизить их концентрации не только в приземном слое атмосферы, но и в устье источника загрязнения.
Введение 4
Глава 1 6
Глава 2 8
Глава 3 11
Глава 4 13
Глава 5 21
Заключение 23
Список литературы 24
Глава 3 Расчеты фактических выбросов загрязняющих веществ
Твердые частицы (сажа)
Расчет выбросов твердых частиц сажи, Вс, (г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени при сжигании минерального топлива, определяется по формуле:
|
где - расход топлива на сжигание, г/с;
А - зольность мазута, %;
χ - константа, зависящая от типа топки и качества используемого мазута;
η - доля твёрдых частиц, улавливаемых в золоуловителях.
Монооксид углерода
Расчет выбросов монооксида углерода, Всо, (г/с), при сжигании топлива определяется по формуле
|
где Rсо - выход монооксида углерода при сжигании топлива определяется по формуле
где q3 - потери теплоты вследствие неполноты сгорания топлива, %;
R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания монооксида углерода;
Qн - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
Сернистый ангидрид
Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на сернистый ангидрид, ВSO2, (г/с), определяется по формуле
ВSO2 = 0,02ВSr(1 - η’SO2)(1-η”SO2) (3.4)
где Sr - содержание серы в топливе в рабочем состоянии;
η’SO2 - доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива;
η”SO2 - доля улавливаемых оксидов серы.
Оксиды азота
Количество оксидов азота
выбрасываемых в единицу
ВNOX = 0,001ВQнKNOX·(1-β) (2.5)
где KNOх - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты при использовании топлива;
β - коэффициент, зависящий от степени снижения оксидов азота в результате применения технических решений.
В пересчёте на NO2 : NO2 = 0,8NOX (2.6)
В пересчёте на NO : NO = 0,13NOX (2.7)
Глава 4 Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе от выбросов одиночного источника
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 xм, м, от источника и определяется по формуле
где А − коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;
М − масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; − безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;
m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;
Н − высота источника выброса над уровнем земли, м, (в данном случае 16 м);
ƞ − безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, ƞ = 1;
Т − разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв °С, (100°С);
V1 − расход газо-воздушной смеси, м3/с, определяемый по формуле
|
где D − диаметр источника выброса, м, (принимаем 0,7 м);
ω0 − средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с, (4,25м/с).
(4.3) | |
(4.4) | |
(4.5) | |
(4.6) |
Коэффициент m определяется в зависимости от f и определяется по формуле
|
|
Коэффициент n при определяется в зависимости от по формуле
|
Расстояние xм, 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
|
Приземная концентрация вредных веществ с, мг/м3, в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х, м, от источника выброса определяется по формуле
|
где s1 − безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/xм и коэффициента F по формулам
(4.12) | |
(4.13) |
При х=50:
,
при х=100:
,
при х=200:
,
при х=400:
,
при х=1000:
.
Находим максимальные значения приземных концентраций вредных веществ
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3.
По формуле (2.18) находим приземные концентрации вредных веществ на различных расстояниях:
для сажи
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для монооксида углерода
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для сернистого ангидрида
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для диоксида азота
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для оксида азота
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3.
Значение ПДВ для одиночного источника с круглым устьем при фоновой концентрации Сф определяется по формуле
|
Далее расчет производиться для конкретных точек, удаленных от источника.
Находим безразмерный коэффициент
при х=783:
,
при х=805:
,
при х=588:
.
Следовательно, приземная концентрация в данных точках для сажи
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для монооксида углерода
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для сернистого ангидрида
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для диоксида азота
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3,
для оксида азота
мг/м3,
мг/м3,
мг/м3.
После проведения расчета фактических выбросов загрязняющих веществ при сжигании минерального топлива, выделяющихся в атмосферный воздух при эксплуатации судна и расчета рассеивания все данные сведем в таблицу.
Таблица 1 - Расчет выбросов и рассеивания загрязняющих веществ
Показатель |
Единица измерения |
Значение |
Расход топлива, B |
г/с, (т/год) |
353,65(5500) |
Масса выбросов загрязняющих веществ, М: |
г/с (т/год) |
|
С |
|
0,495(7,698) |
СО |
|
1,862(28,958) |
SO2 |
|
6,932(107,806) |
NO |
|
0,186(2,893) |
NO2 |
|
1,146(17,823) |
Средняя скорость истечения газовоздушной смеси, vср |
м/с |
4,25 |
Диаметр источника выброса загрязняющих веществ, Д |
м |
0,7 |
Расход газовоздушной смеси, V |
м3/с |
1,635 |
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, А |
|
200 |
Безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, F |
|
1 |
Высота источника выброса Н |
м |
16 |
Разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси, ∆Т |
°С |
100 |
параметр f |
|
0,494 |
параметр Vм |
|
1,411 |
коэффициент, m |
|
0,990 |
коэффициент, n |
|
1,184 |
Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ |
мг/м3 |
|
С |
|
0,083 |
СО |
|
0,312 |
SO2 |
|
1,161 |
NO |
|
0,031 |
NO2 |
|
0,192 |
показатель d |
|
8,530 |
Расстояние
от источника Xм на котором концентрация
вредных веществ будет |
м |
|
отношение Х/Хм: |
м |
|
Х=50 |
|
0,366 |
Х=100 |
|
0,733 |
Х=200 |
|
1,465 |
Х=400 |
|
2,931 |
Х=1000 |
|
7,327 |
Коэффициент s1 для расстояния Х: |
|
|
Х=50 |
|
0,466 |
Х=100 |
|
0,939 |
Х=200 |
|
0,884 |
Х=400 |
|
0,534 |
Х=1000 |
|
0,142 |
Концентрация загрязняющих веществ на расстоянии Х по SO2: |
мг/м3 |
|
Х=50 |
|
0,541 |
Х=100 |
|
1,090 |
Х=200 |
|
1,026 |
Х=400 |
|
0,621 |
Х=1000 |
|
0,621 |
По данным таблицы 1 можно сделать вывод, что основным загрязняющим веществом является сернистый ангидрид, так как его значение предельно допустимой концентрации составляет 0,5 мг/м3, а максимально − приземная концентрация составила 1,161мг/м3.
Таблица 2 - Максимально - приземные концентрации загрязняющих веществ
Наименование, координаты расчетных точек |
Наименование загрязняющих веществ | |
максимальная концентрация с фоном |
максимальная концентрация без фона | |
сажа | ||
Расчетная точка №1 |
0,137 |
0,017 |
Расчетная точка №2 |
0,137 |
0,017 |
Расчетная точка №3 |
0,147 |
0,027 |
Из таблицы 2 и в соответствии с расчетами видно, что во всех расчетных точках существует превышение по саже, которое в сумме с фоновыми концентрациями значительно превышает предельно допустимые концентрации.
Таблица 3 - Сводная таблица загрязняющих веществ при сжигании минерального топлива до проведения природоохранных мероприятий
Показатель |
Сажа |
Оксид углерода |
Диоксид серы |
Диоксид азота |
Оксид азота |
Расход топлива, г/с (т/год) |
353,65(5500) |
353,65(5500) |
353,65(5500) |
353,65(5500) |
353,65(5500) |
Объем газовоздушной смеси, м3/с |
1,635 |
1,635 |
1,635 |
1,635 |
1,635 |
ПДК, мг/м3 |
0,15 |
5,0 |
0,5 |
0,2 |
0,4 |
Фактическая концентрация, мг/м3 |
0,083 |
0,312 |
1,161 |
0,031 |
0,192 |
ПДВ г/с, (т/год) |
0,179(2,784) |
5,970(92,845) |
1,493(23,219) |
0,299(4,650) |
1,493(23,219) |
Максимально-разовый выброс, г/с |
0,495 |
1,862 |
6,932 |
1,146 |
0,186 |
Валовый выброс загрязняющих веществ, т/год |
7,698 |
28,958 |
107,806 |
17,823 |
2,893 |
Превышение концентрации загрязняющих веществ, раз |
2,765 |
− |
4,643 |
3,833 |
− |