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

Законодательство Республики Башкортостан в области экологического мониторинга
Законодательство Российской Федерации в области экологического мониторинга является на сегодняшний день одной из неразвитых (и поэтому требующей тщательной разработки) областей экологического права России. Целью данной работы является анал ...

Загрязнение атмосферы
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустри- альное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём ...