Вредные примеси в дымовых газах

Наибольшие загрязнения атмосферного воздуха поступают от энерге­тических установок, работающих на углеводородном топливе (мазут, уголь, природный газ, бензин и дизельное топливо, керосин и др.).

Количество загрязнений определяется составом и объёмом сжигаемо­го топлива.

Одними из основных источников загрязнений атмосферы являются тепловые станции (ТС).

Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в энергоустановках,- нетоксичные диоксид уг­лерода СО2 и водородный пар Н2О. Однако кроме них в атмосферу выбра­сываются такие вредные вещества, как оксид углерода СО, оксиды серы SОn, азота NOn, сажа, соединения свинца, канцерогенные вещества (бенз(а)пирен) и др.

При сжигании твердого топлива в котлах ТС образуется большое ко­личество золы, диоксида серы, оксидов азота. В дымовых газах, образую­щихся при сжигании мазута, содержатся оксиды азота, соединения вана­дия, газообразные и твердые продукты неполного сгорания.

Токсичность при сжигании природного газа обуславливается в основ­ном содержанием оксидов азота и серы.

Для рассеивания вредных веществ с целью уменьшения их концен­трации на поверхности земли все ТС оборудуются дымовыми трубами. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состоя­ние атмосферы, расположение предприятий, характер местности, высота трубы и диаметр её устья. Горизонтальное перемещение примесей обу­словливается в основном скоростью ветра, а вертикальное - распределе­нием температур в вертикальном направлении.

По мере удаления от трубы в направлении распространения промыш­ленных выбросов можно условно выделить три. зоны загрязнения, атмо­сферы: зона переброса факела, характеризующаяся относительно, невысо­ким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы, зона за­дымления с максимальным содержанием вредных примесей и зона посте­пенного снижения уровней загрязнения (рис. 1).

Рис.1. Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере

от организованного высокого источника выбросов.

Зона задымления является наиболее опасной для населения. Ширина этой зоны в зависимости от метеорологических условий находится в пре­делах 10-49 высот трубы.

Максимальная концентрация вредных примесей прямо пропорцио­нальна производительности источника и обратно пропорциональна квад­рату высоты дымовой трубы. Подъём горячих струй обуславливается подъемной силой газов, имеющих более высокую температуру чем окру­жающий воздух.

При выбросах в условиях безветрия рассеивание вредных веществ про­исходит под действием вертикальных потоков. При наличии ветра переме­шивание примесей с воздухом происходит в направлении ветра, при этом разбавление их происходит пропорционально средней скорости ветра.

Вместе с тем с увеличением скорости ветра уменьшается высота вы­броса факела над устьем трубы, что может привести к увеличению при­земной концентрации вредных веществ. Поэтому на ТС при проектирова­нии устройств для отвода дымовых газов главным условием является дос­тижение превышения скорости выбрасываемого газа более чем вдвое опасной скорости ветра на уровне устья трубы.

Основным документом, регламентирующим расчет высоты дымовой трубы, является "Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий". В основу ме­тодики положено условие, при котором суммарная концентрация каждого вредного вещества не должна превышать максимальную разовую предельно допустимую концентрацию данного вредного вещества в атмосферном воздухе, т.е.

С = (Сmaх + Сф) < СПДК,

где Cmax - максимальная концентрация загрязняющих веществ в приземном воз­духе, создаваемая источниками выбросов, мг/м3;

Сф - фоновая концентрация одинаковых или однонаправленных вредных ве­ществ, характерная для данной местности, мг/м3;

СПДК - нормативное значение предельно допустимой концентрации вредного вещества, мг/м;

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих аддитивными свойствами, для каждой точки мест­ности должно выполняться условие

где i — i-я примесь.

Еще статьи по теме

Проблемы загрязнения биосферы и ее экологическое значение Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под ...

Зеленые насаждения города. Нормативная обеспеченность, качество, охрана Россия – высоко урбанизированная территория и страна, доля городских жителей составляет более 74% населения. Экология городской среды – полученная дисциплина прикладного хозяйства, ориентированная на изучение вопросов и проблем связанные ...