Задачи по "Экологии и БЖД"

        Вариант 4

       Задача 1

      Расчет количества пыли от технологического оборудования

В процессе производства в механическом и деревообрабатывающем цехах, а  также на сварочном участке в  воздух рабочей зоны выделяются следующие  вредные вещества: при обработке  чугуна – железная пыль, при обработке  бронзы – медная пыль, при обработке  древесины – древесные опилки, при сварке – сварочный аэрозоль.

Для очистки воздуха рабочей  зоны в механическом и деревообрабатывающем цехах применяются пылегазоуловители – одиночные циклоны типа ЦОЛ со средним коэффициентом очистки h = 0,9; на участке электродуговой сварки используется только вентиляция без пылегазоуловителей.

Годичный период работы оборудования составляет Т = 310 суток, суточный – t = 8 часов.

   Исходные данные для расчета по вариантам содержатся в Таблицах 2-5.

Ход расчета:

     1. Суммарное количество пыли (т/год), отходящей от металло-обрабатывающих станков механического цеха:

      = 3,6 ^. 10^{-3 .} Т ^. t ^. = 3,6 ^. 10^{-3 .} Т ^. t ^. (А₁k₁ + A₂k₂ + … + A_nk_n) =

      = 3,6 ^.*10^-3*310*8*(2*0,08 + 4*0,0083 + 2*0,0011 + 3*0,0028) = 1,82т/год,

      где A_i (г/с) – удельное количество пыли, выделяемое каждым типом станков при механической обработке металла (Таблица 3);

      k_i (шт.) – количество металлообрабатывающих станков каждого типа (Таблица 2).

      2. Суммарное количество пыли (т/год), отходящей от оборудования деревообрабатывающего цеха:

      = 10^{-3 .} Т ^. t ^. = 10^{-3 .} Т ^. t ^. (D₁k₁ + D₂k₂ + … + D_nk_n) =

= 10^-3*310*8*(2*154,7 + 1*10,7 + 4*18,2 + 2*2,5 +3*8,8) = 362,8т/год ,

      где D_i (кг/ч) – удельное количество пыли, выделяемое каждым типом станков при обработке древесины (Таблица 4);

      k_i (шт.) – количество деревообрабатывающих станков каждого типа (Таблица 2).

      3. Суммарное количество вредных веществ (т/год), выделяющихся на сварочном участке в процессе ручной электродуговой сварки:

      = 10^-6 = 10^-6 (S₁m₁ + S₂m₂ + … + S_nm_n) =

= 10^-6*(17*10 + 14,4*10 + 9,2*25) = 0,000544т/год,

      где S_i (г/кг) – удельное количество вредных веществ, выделяемое каждым типом электродов при ручной электродуговой сварке (Таблица 5);

m_i (кг) – количество электродов каждого типа (Таблица 2).

      4. Общее количество вредных веществ (т/год), отходящих от технологического оборудования предприятия и выбрасываемых в атмосферу:

  = (1 – h) М_м + (1 – h) М_д + М_э = (1 – 0,9)*1,82 + (1 – 0,9)*362,8 + 0,000544 = 36,46т/год.

      Таблица 2. Количество и типы технологического оборудования

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип станков (электродов)	Количество станков (электродов), шт. (кг)
МЕХАНИЧЕСКИЙ  ЦЕХ*
Круглошлифовальные, d = 300 мм	1	-	2	-	-	1	2	1	-	3
Заточные, d = 400 мм	-	2	-	-	2	1	1	1	1	-
Полировальные, d = 200 мм	3	1	1	2	2	2	-	-	2	-
Токарные	2	3	3	4	2	4	2	5	3	4
Фрезерные	3	1	2	-	3	1	2	-	2	3
Сверлильные	1	2	3	2	1	-	3	1	-	2
Расточные	2	3	2	3	1	3	1	1	2	1
Четные варианты – обработка чугуна, нечетные – бронзы
ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ  ЦЕХ
Круглопильные        ЦТЭФ                                     Ц-6-2	2	-	3	2	-	3	1	-	4	-
	-	1	-	1	2	-	1	3	-	4
Строгальные       СФ-6                              СФА-6	2	3	2	4	-	3	-	4	3	4
	1	-	1	-	4	1	3	-	1	1
Ленточные          ЛС-80	3	1	-	-	2	1	-	2	1	2
Сверлильные      СВА-2	-	2	-	2	-	1	-	2	-	2
Фрезерные          ФА-4                              ФС-1	1	1	2	3	2	2	1	-	2	-
	-	-	1	-	1	-	2	1	-	-
СВАРОЧНЫЙ  УЧАСТОК
АНО-1	-	20	-	-	30	10	-	25	20	25
АНО-3	25	-	35	10	-	30	15	-	-	-
АНО-5	-	15	-	10	15	-	10	15	10	20
ОЗС-4	30	-	20	-	-	15	-	-	-	-
ОМА-2	-	10	-	25	10	-	30	15	30	15

 

      Таблица 3. Удельное выделение пыли A_i технологическим оборудованием при механической обработке металла.

Тип металлообрабатывающих  станков	Ai ,  г/с
	Чугун
Полировальные, d = 200 мм         2шт	0,080
Токарные                                     4шт	0,0083
Сверлильные                                2шт	0,0011
Расточные                                    3шт	0,0028

 

      Таблица 4. Удельное выделение пыли D_i технологическим оборудованием при обработке древесины.

Тип деревообрабатывающих станков	Di ,  кг/ч
Круглопильные            2шт                         ЦТЭФ                                                                                     1шт                        Ц-6-2	15,7 10,7
Строгальные                4шт                        СФ-6	18,2
Сверлильные                  2шт                          СВА-2	2,5
Фрезерные                    3шт                        ФА-4	8,8

 

      Таблица 5. Удельное выделение вредных веществ S_i электродами при ручной электродуговой сварке

Тип электродов	Si ,  г/кг
АНО-3      10кг	17,0
АНО-5      10кг	14,4
ОМА-2      25кг	9,2

 

      Задача 2

Расчет требуемой высоты трубы

 

      Расчет требуемой высоты трубы H (м) производится по формуле:

      H = ,

      где M (г/c) – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени;

U (м/с) – скорость ветра;

ПДК (мг/м³) – максимально разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха.

      Рассчитаем требуемую высоты трубы, используя исходные данные таблицы 6.

Таблица 6.

Вариант	М, г/с	U, м/с	Наименование вредного вещества	ПДК, мг/м3
4	5,6	7,3	Оксид углерода	5

 

      Н = м.

      Требуемая высота трубы составит 3,8 м.

      Задача 3

Расчет предельно  допустимого выброса предприятия

     В соответствии с данными таблицы 7 произведем расчет предельно допустимого выброса предприятия.

    Таблица 7.

Вариант	Н, м	D, м	ω0, г/с	ТВ, 0C	ТГ, 0C	Наименование вредного вещества	ПДК, мг/м3
4	15	1,5	15	33	46	H2SO4	0,3

 

1. Определение типа выброса:

     DT  = Т_Г – Т_В,

      где Т_Г (⁰С) – температура газопылевого выброса;

      Т_В (⁰С) – температура атмосферного воздуха.

          DT = 46-33 = 13⁰С.

      Таким образом, DT  > 0, значит, выброс нагретый.

      2. Предельно допустимый нагретый выброс ПДВ_н (г/с):

     ПДВ_н =

      ПДК (мг/м³) – максимально разовая предельно допустимая концентрация вещества в приземном слое воздуха (Таблица 7);

    H (м) – высота источника выброса над уровнем земли (Таблица 7);

    A  – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для Ростовской области коэффициент А = 200;

      F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц вредного вещества в атмосферном воздухе, F = 1.

      Для расчета предельно допустимого нагретого выброса рассчитаем следующие показатели.

      V (м³/с) – объемный расход газопылевой смеси:

      V = ,

      где D (м) – диаметр устья источника выброса (Таблица 7);

      w₀ (м/с) – средняя скорость выхода газопылевой смеси из устья источника выброса (Таблица 7).

Коэффициент m определяется в зависимости от безразмерного коэффициента f:

      f = ,

     

      m =

     

Коэффициент n определяется в зависимости от величины безразмерного коэффициента v_м:

      v_м = 0,65 ,

     

      при v_м £ 0,3           n = 3,

   при 0,3 < v_м £ 2     n = 3 – ,

   при v_м > 2              n = 1.

Рассчитаем коэффициент   n:

      На основании полученных данных произведем расчет предельно допустимого нагретого выброса ПДВ_н (г/с):

.