Задание 2 - Расчет выбросов вредных веществ при горении полигонов твердых бытовых отходов.

Задание 1 - Расчет выбросов загрязнения атмосферы при свободном горении нефти и нефтепродуктов.

В результате аварии на нефтебазе произошла утечка нефтепродуктов (разрушение резерву­ара, разрыв нефтяной скважины) с последующим возгоранием. Рассчитать максимальный и вало­вый выброс вредных веществ, поступающих в атмосферу при горении нефтепродуктов на поверхности раздела фаз жидкость-атмосфера и на почве. Сделать вывод об объемах поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Необходимые дан­ные для расчета представлены в приложении 1.

Порядок проведения расчета

При массовом проливе нефти и нефтепродукта на грунт (или другую пористую подложку) часть их впитывается в грунт, а остальная часть остается на поверхности и образует горизонталь­ное зеркало раздела фаз жидкость-воздух. В этом случае горение протекает в две стадии:

1. Свободное горение нефти и ее продуктов с поверхности раздела фаз.

2. Выгорание остатков нефти и нефтепродукта из пропитанного им грунта вплоть до за­тухания.

Упрощенный расчет выброса для рассматриваемого случая предусматривает раздельное определение поступающих в атмосферу вредных веществ при разных стадиях горения с последу­ющим суммированием полученных величин выбросов.

1. Горение нефти и нефтепродуктов на поверхности раздела фаз жидкость-атмосфера.

Выброс вредного вещества в атмосферу при рассматриваемом характере горения нефтепро­дукта рассчитывается по формуле (1.1):

 

Пi1=ki mj ·Sср,                                           (1.1)

 

где Пi1 - количество конкретного (i) вредного вещества, выброшенного в атмосферу при сгорании конкретного (j) нефтепродукта в единицу времени, кг/ч;

  ki удельный выброс конкретного ВВ (i) на единицу массы сгоревшего нефтепродукта, кг/кг;

  mj - скорость выгорания нефтепродукта, кг/м2ч;

  Scp - средняя поверхность зеркала жидкости, м2.

Величина ki является постоянной для данного нефтепродукта и вредного вещества, числен­ное значение удельных выбросов вредных веществ в зависимости от типа нефтепродукта пред­ставлено в табл. 1.

 

Таблица 1. - Удельный выброс вредного вещества при горении нефти и нефтепродуктов на по­верхности

 

Загрязняющий атмосферу компонент

Химическая формула

Удельный выброс вредного вещества, кг/кг

Нефть Дизельное топливо Бензин
Диоксид углерода   1.0000 1.0000 1.0000
Оксид углерода СО 0.0840 0.0071 0.3110
Сажа С 0.1700 0.0129 0.0015
Оксиды азота (в пер.на NO2) NO2 0.0069 0.0261 0.0151
Сероводород H2S 0.0010 0.0010 0.0010
Оксиды серы (в пер.на SO2) SO2 0.0278 0.0047 0.0012
Синильная кислота HCN 0.0010 0.0010 0.0010
Формальдегид HCHO 0.0010 0.0011 0.0005
Органич.кислоты (в пер.на укс.к-ту) CH3COOH 0.0150 0.0036 0.0005

 

Скорость выгорания "mj" является практически постоянной величиной для нефти и кон­кретных нефтепродуктов и определяется как средняя массовая скорость горения нефтепродукта с единицы поверхности зеркала фаз в единицу времени. Величины скорости выгорания нефти и нефтепродуктов представлены в таблице 2.

 

Таблица 2 - Величины скорости выгорания

 

Нефтепродукт

Скорость выгорания

Линейная скорость выгорания, мм\мин

Кг/кв.м·сек кг\кв.мхчас
Нефть 0.03 108 2.04
Диз.топливо 0.055 198 4.18
Бензин 0.053 190.8 4.54

 

Средняя поверхность зеркала горения (поверхность горения) Scp определяется метрически путем измерения поверхности разлива нефтепродукта (поверхности нефти в резервуаре, площади амбара и др.).

 

Для резервуаров (установок), получивших во время аварии сильные разрушения, Scp, определяется по формуле (1.2):

 

Scp =4,63·Vж, м2,                                       (1.2)

 

2. Горение пропитанных нефтью и нефтепродуктами инертных грунтов

 

При возгорании малых и средних проливов нефти и нефтепродук­та на почву, когда не образуется явное зеркало раздела фаз и нефтепродукт полностью впитывает­ся этой почвой.

Валовый выброс загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу при сгорании нефти на инертном грунте, рассчитывается по формуле (1.3):

 

П2i = 0,6· Кi· Кн· ρ· b ·S,/ tr                              (1.3)

 

где П2i - количество конкретного (i) вредного вещества, выброшенного в атмосферу при сгора­нии конкретного нефтепродукта в единицу времени на инертном грунте, кг/ч;

Кi - удельный выброс вредного вещества, кг/кг;

Кн - нефтеемкость грунта, м33;

ρ - плотность разлитого вещества, кг/м3;

b - толщина пропитанного нефтепродуктом слоя почвы, м;

Sr - площадь пятна нефти и нефтепродукта на почве, м;

tr - время горения нефти и нефтепродукта от начала до затухания, ч;

0,6 - принятый коэффициент полноты сгорания нефтепродукта.

Плотность бензина составляет в среднем 750 кг/м , дизельного топлива 860 т/м3, нефти 900 т/м3.

Величина нефтеемкости грунтов определяется по табл. 3 в зависимости от вида грунта и его влажности.

 

Таблица 3. - Нефтеемкости грунтов, м33

 

Наименование грун­та

Влажность грунта, %

0 20 40 60 80 100
Глинистый грунт 0.20 0.16 0.12 0.08 0.04 0.00
Пески 0.30 0.24 0.18 0.12 0.01 0.00
Суглинки 0.35 0.28 0.21 0.14 0.07 0.00
Гравий 0.48 0.39 0.29 0.19 0.09 0.00
Торфяной грунт 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

Задание 2 - Расчет выбросов вредных веществ при горении полигонов твердых бытовых отходов.

Валовый выброс любого вредного вещества обозначается Ма и измеряется в единицах мас­сы (г, кг, т). Для расчета валовых выбросов при сгорании ТБО пользуются удельными выбросами загрязняющих веществ, представленными в таблице 4.

 

Таблица 4 - Удельные выбросы загрязняющих веществ.

 

Наименование вещества Удельный выброс вещества, тонн вещества на тонну ТБО (т/т ТБО)
Твердые частицы 0,00125
Сернистый ангидрид 0,003
Окислы азота 0,005
Окись углерода 0,025
Сажа 0,000625

 

Как правило, определить массу сгоревших ТБО визуально достаточно сложно, поэтому сначала устанавливают объем сгоревших ТБО, а затем через значение насыпной плотности отхо­дов рассчитывают массу. Расчетная насыпная масса одного кубического метра ТБО принимается равной 0,25 т/м3.

Масса сгоревших ТБО определяется как произведение объема и расчетной насыпной массы ТБО (0,25 т/м3). Для уточнения рекомендуется объем сгоревших ТБО определять как разницу между поступившими на свалку (полигон) и оставшимися после сгорания ТБО. На практике коли­чество поступивших на полигон ТБО берется по учетной документации, а объем оставшихся (не сгоревших) ТБО определяется с помощью обмеров, принимая за начальные размеры проектные отметки.

Количество образовавшихся вредных веществ определяется как произведение массы сго­ревших ТБО на величину удельного выброса, указанного в приложении 2.

 

 


Приложение 1

 

Вариант Площадь резервуар а, кв.м Площадь обваловки, кв.м Тип аварии Объем нефтепроду ктов в резервуаре, куб.м Дебит скважины, т\сут Тип нефтепроду кта Тип грунта Влажность грунта, % Толщина пропитанного слоя, м Площадь пятна нефти на почве, кв.м Время горения нефти в грунте, час Величина слоя над грунтом, м
1 16 36 вытекание жидкости 80 нет нефть пески 20 0.5 36 3 0.2
2 12 20 разрушение рез-ра 36 нет диз.топливо суглинки 40 0.3 20 2 0.1
3 25 36 вытекание жидкости 100 нет бензин глина 40 0.5 36 3 0.3
4 30 42 вытекание жидкости 150 нет нефть гравий 20 0.8 42 4 0.5
5 9 16 разрушение рез-ра 22.5 нет диз.топливо торф 60 0.4 16 3 0.2
6 6.25 12.25 разрушение рез-ра 12.5 нет бензин пески 40 0.25 12.25 1 0.1
7 24 35 вытекание жидкости 72 нет нефть суглинки 20 0.4 35 2 0.25
8 20 30 вытекание жидкости 80 нет диз.топливо глина 20 0.2 30 1.5 0.25
9 16 36 вытекание жидкости 80 нет бензин гравий 40 0.3 36 2 0.2
10     фонтан нет 30 нефть торф 40 0.5 100 4 0.05
11 25 36 вытекание жидкости 100 нет диз.топливо пески 60 0.5 36 2 0.2
12 30 42 вытекание жидкости 150 нет бензин суглинки 40 0.3 42 2 0.1
13 9 16 разрушение рез-ра 22.5 нет бензин глина 40 0.5 16 1.5 0.3
14 6.25 12.25 разрушение рез-ра 12.5 нет диз.топливо гравий 60 0.8 12.25 1 0.5
15   35 фонтан нет 40 нефть суглинки 20 0.4 112 2.5 0.06
16 20 30 вытекание жидкости 80 нет нефть пески 80 0.5 30 3 0.2
17 16 36 вытекание жидкости 80 нет диз.топливо суглинки 60 0.3 36 2.5 0.1
18 12 ' 20 разрушение рез-ра 36 нет бензин глина 80 0.5 20 2 0.3
19 25 36 вытекание жидкости 100 нет нефть гравий 40 0.8 36 3 0.5
20     фонтан нет 15 нефть торф 20 0.4 20 3 0.1
21 9 16 разрушение рез-ра 22.5 нет нефть пески 20 0.5 16 1 0.2
22 6.25 12.25 разрушение рез-ра 12.5 нет диз.топливо торф 80 0.3 12.25 2 0.1
23 24 35 вытекание жидкости 72 нет бензин глина 60 0.5 35 1.5 0.3
24 20 30 вытекание жидкости 80 нет диз.топливо гравий 20 0.8 30 2.5 0.5
25     фонтан нет 20 нефть пески 60 0.5 30 2 0.04
26 12 20 разрушение рез-ра 36 нет нефть пески 40 0.5 20 3 0.2
27 25 36 вытекание жидкости 100 нет диз.топливо суглинки 20 0.3 36 2 0.1
28 30 42 вытекание жидкости 150 нет бензин глина 40 0.5 42 2 0.3
29 9 16 разрушение рез-ра 22.5 нет бензин гравий 60 0.8 16 1.5 0.5
30     фонтан нет 25 нефть торф 20 0.5 50 3 0.05

 


Приложение 2

Вариант Площадь полигона, га Площадь пожара, % от площади полигона Высота слоя сгоревших отходов , м
1 1,0 10 2
2 1,5 15 3
3 2,0 20 4
4 2,5 25 5
5 3,0 30 6
6 3,5 35 7
7 4,0 40 8
8 4,5 45 9
9 5,0 50 1
10 5,0 10 6
11 4,5 15 5,5
12 4,0 20 5
13 3,5 25 4,5
14 3,0 30 4
15 2,5 35 3,5
16 2,5 40 3
17 3,0 45 2,5
18 3,5 50 2
19 4,0 10 1,5
20 4,5 15 1
21 5,0 20 1,5
22 5,5 25 2
23 6,0 30 2,5
24 5,5 35 3
25 5,0 40 3,5
26 4,5 45 4
27 4,0 50 5
28 3,5 10 4,5

 


Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 905; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!