Экспертиза состояния атмосферы. Пример 1. Определить количество твердых веществ, поступающих в атмосферу при сжигании

 

Пример 1. Определить количество твердых веществ, поступающих в атмосферу при сжигании каменного угля, в топке с неподвижной решеткой. Расход топлива 200кг/ч, КПД золоуловителя равен 0,7, зольность угля – 28%.

Решение. Количество твердых веществ, поступающих в атмосферу, рассчитываем по формуле (1.47). Коэффициент f для угля и топки с неподвижной решеткой равен 0,0023:

Пример 2. Рассчитать концентрацию оксидов серы в приземном слое атмосферы при сжигании топлива котельной. Высота трубы 35 м, диаметр устья 1,4 м, скорость выхода газовоздушной смеси 7 м/с, температура газовоздушной смеси 125 °С, температура окружающего воздуха 25 °С, мощность выброса 0,2 г/с, коэффициент стратификации атмосферы 200, коэффициент рельефа местности 1 (расстояние от трубы 50, 100, 200, 400, 1000, 3000 м).

Решение. Расчет расхода газовоздушной смеси, проводим по формуле (1.3):

Рассчитываем перегрев газовоздушной смеси:

∆ Т = 125 – 25 = 100⁰ С.

Параметр f находим по (1.4):

f = (1000·7²·1,4 )/(35²·100) = 0,56

Параметр  , рассчитываем по (1.6):

Параметр , определяем по (1.7):

.

Параметр f рассчитываем по (1.5):

Коэффициент m рассчитываем по (1.8), так как f < 100:

 

Коэффициент n при f < 100 определяем в зависимости от  по (1.10): , .

Коэффициент d определяем при и f < 100:

Максимальная концентрация двуокиси серы, мг/л, рассчитывается по (1.2):

 мг/л.

Расстояние x_M, м, от источника выбросов, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения , определяется по (1.15):

м

Определим отношение X / X_m:

          

Коэффициент S для расстояния x определяем по (1.16):

при x /x _M ≤ 1:

при 1 < x/x_M ≤ 8:

Приземную концентрацию вещества, мг/м³, по оси факела при неблагоприятных метеорологических условиях рассчитываем по (1.16):

Пример 3. Рассчитать количество оксидов азота, выделяющихся при сжигании природного газа, в топке мощностью 80 кВт. Теплотворная способность топлива 25 МДж/кг. Расход топлива 200 кг/ч. Газоочистка отсутствует, h_i = 0. Коэффициент k, характеризующий количество оксидов азота, выделяющихся при горении топлива, равен 0,073 кг/МДж.

Решение. Рассчитаем количество оксидов азота, кг/ч по формуле (1.50):

кг/ч.

 

 

Задания к выполненю РГЗ

 

Задача 1. Найти количество оксидов серы (IV), выделяемого при сжигании 1000 т мазута, содержащего 1% тиофена C₄H₆S.

Задача 2. Рассчитать максимальную концентрацию оксида серы (IV) на расстоянии 3 км от трубы. Высота трубы 35 м, диаметр 1,4 м, линейная скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы 7 м/с, температура смеси 125°С, температура воздуха 25°С. Коэффициент температурной стратификации А = 200, мощность выброса М = 20 г/с, коэффициент учета рельефа местности .

Задача 3. Определить предельно допустимый выброс оксидов серы (IV) для одиночного источника с круглым устьем. Исходные данные для расчета: ПДК оксида серы (IV) 0,5 мг/м³; фоновая концентрация 0,3 мг/м³; высота трубы 15 м; коэффициент атмосферной стратификации 180; температура окружающей среды 25 °С; температура газовоздушной смеси на выходе из трубы 185 °С, объемная скорость выхода газовоздушной смеси 5 м/с, диаметр трубы 1,8 м. найти предельно допустимый выброс в случае холодной газовоздушной смеси.

Задача 4. На окраине города планируется строительство для производства пара и горячей воды. Котельная работает на природном газе. Определить высоту трубы котельной, которая обеспечит нормативное качество вредных веществ в приземном слое (оксиды азота, оксид углерода (II)). Исходные данные для расчета: расход топлива 10000 тыс. м³/год; теплотворная способность топлива 35 МДж/м³, потери тепла в топке 10%; количество вредных веществ, образующихся на единицу тепла: k₁ = 0,25, k₂ = 0,1 мг/МДж; фоновые концентрации оксидов азота и оксидов углерода (II) соответственно равны 0,04 и 0,15 мг/м³. Коэффициент атмосферной стратификации, рельефа местности равны 180. Объёмная скорость выхода газов из трубы и их перегрев соотвественно составляют 7 м³/с, 180 °С. Диаметр трубы 2 м.

Задача 5. Найти предельно допустимый выброс для оксида серы (IV) в случае двух одинаковых одиночных источников с координатами {X, Y}: {1500, 1000}, {1000, 1500}. Высота труб 20 м; объёмная скорость выхода газов 5 м³/с; диаметр труб 1,5 м; коэффициент атмосферной стратификации 180; температура выходящих газов 225 °С; температура воздуха 25 °С; фоновая концентрация оксида серы (IV) 0,15 мг/м³; ПДК 0,5 мг/м³. Выведите общую формулу для задач подобного типа.

Задача 6. Найти предельно допустимый выброс для оксида серы (IV) в случае трех одинаковых источников, расположенных на расстоянии 300 м друг от друга при условии, что источники расположены на одной прямой. Высота труб 20 м; объёмная скорость выхода газов 5 м³/с; диаметр труб 1,5 м; коэффициент атмосферной стратификации 180; температура выходящих газов 225 °С; температура воздуха 252 °С; фоновая концентрация оксида серы (IV) 0,15 мг/м³; ПДК 0,5 мг/м³.

Задача 7. Вы пришли на кухню и закипятили чайник на газовой плите. Определите концентрацию оксидов азота и оксида углерода (II) в долях ПДК при отсутствии вентиляции. Исходные данные для расчета: объём кухни 35 м³; удельные показатели выбросов вредных веществ соответственно 0,03 и 0,015 кг/кг; теплотворная способность топлива 35 МДж/кг; КПД горелки 60%; масса воды 3 кг, температура воды 20 °С. Предельно допустимые концентрации вредных веществ 0,085, 5мг/м³.

Задача 8. Определить количество твердых веществ, поступающих в атмосферу при сжигании каменного угля в топке с неподвижной решеткой. Расход топлива 4800 кг/сут, зольность 25%, КПД золоуловителей 72%, коэффициент учитывающий выброс твердого вещества в атмосферу, равен 0,0023 кг/кг.

Задача 9. Оценить количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу тепловой электростанцией, работающей на угле. Годовая потребность ТЭС в угле 500000 т. Газоочистные сооружения отсутствуют. Удельные показатели выбросов для твердых веществ, оксида серы (IV), оксида углерода (II), оксида азота (IV), бензпирена соответственно равны 0,06; 0,07; 0,05; 0,002; 2,10^-6 кг/кг.

Задача 10. При сгорании 1 кг топлива в двигателе автомобиля образуется 0,03 кг оксида углерода (II). Сколько времени может работать автомобиль в гараже при отсутствии вентиляции, чтобы качество воздуха соответствовало нормативному уровню содержания оксида углерода (II) 5 мг/м³? Расход топлива 5 кг/ч, объем гаража 50 м³.