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, м3/м3;
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, м3/м3
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! |
Мы поможем в написании ваших работ!