Практическое занятие 4 Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу на химическом производстве

Цель работы: расчет выбросов загрязняющих веществ на химическом предприятии и определение категории опасности предприятия .

При выполнении работы используются методики:

1. Определение количества вредных веществ, поступающих в атмосферу при испарении из различных ёмкостей

2. Определение количества вредных веществ, выделяющихся через уплотнения аппарата

3. Определение количества выбросов в атмосферу через факелы нефтеперерабатывающих заводов

4. Определение категории опасности предприятия в зависимости от массы и номенклатуры выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ

В процессе производства на предприятии при работе оборудования образуются выбросы в атмосферу за счет испарения со свободной поверхности, через уплотнения, зазоры, при сжигании отработанных газов в факеле.

1. Определение количества вредных веществ, поступающих в атмосферу при испарении из различных ёмкостей

При эксплуатации различных ёмкостей (смесителей, реакторов и т.п.), а также при использовании жидкостей непосредственно в технологических процессах происходит выделение паров вредных веществ, количество которых рассчитывается по формуле

(4.1)

где V_исп – скорость испарения, ;

S – площадь испарения, см²;

τ – время испарения, с.

Скорость испарения определяется по формуле

(4.2)

где b – коэффициент перехода от свободного испарения к испарению жидкости в движущемся потоке;

D_t – коэффициент диффузии при температуре воздуха t, см²/с;

V_t – объём, который занимает 1 моль пара жидкости при температуре воздуха t, см³/моль.

(4.3)

где t – температура воздуха в помещении, ⁰С;

M_п – молекулярная масса пара жидкости, г/моль.

(4.4)

V₀ = 2243 cм³/г; α = 0,00267; p_пара – давление пара над жидкостью в аппарате или воздушной среде, гПа.

Значения коэффициента b в зависимости от расчётной скорости движения воздуха в зоне испарения принимают по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Определение значения коэффициента b

Скорость воздушного потока в помещении, м/с	Температура воздуха в помещении, 0С
	10	15	20	30	35
0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,2	4,6	3,8	3,46	2,38	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,58	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

Пример 1

Рассчитать количество пара этилового спирта, выделяющегося из ёмкости круглого сечения диаметром 85 см за 2000 секунд, если давление насыщенного пара этилового спирта 5,87 кПа, температура воздуха в помещении 30 ⁰С, скорость воздушного потока, создаваемого системой вентиляции, равна 0 м/с.

Решение

1. Объём, занимаемый 1 моль пара этилового спирта при температуре воздуха 30 ⁰С составляет:

V_t = V₀ ·(1 + α·t) = 2243·(1 + 0,00267·30) = 2665 cм³/моль.

2. Коэффициент диффузии при температуре воздуха 30 ⁰С

0,214 см³/с.

3. Скорость испарения

4,88·1·0,214·46·5,87 ·10^-6 /2665 = 1,06·10^-7

4. Количество испарившегося вещества за 2000 секунд

1,06·10^-7·3,14·(42,5)²·2000 = 1,20 г