Задание параметра F

1.Для определения приземных концентраций твердых частиц (пыли) в соответствии с ОНД-86 [6] должен определяться безразмерный коэффициент F, учитывающий скорость гравитационного оседания указанных частиц в атмосферном воздухе на подстилающую поверхность.

Согласно п. 2.5 ОНД-86 величина коэффициента F изменяется от 1 до 3 в зависимости от состава пыли (подпункт а) и эффективности пылеочистки, установленной на источнике (подпункт б). При этом на основе примечания 1 к п.2.5 величина коэффициента F может быть уточнена, если имеются данные о распределении массы выбрасываемых частиц пыли по размерам. В ряде случаев такая информация существует, например для источников выбросов при некоторых производственных процессах в черной металлургии [22].

При определении величины коэффициента F с помощью процедуры, изложенной в примечании 1 к п.2.5 ОНД-86, данная величина может оказаться меньше по сравнению с определяемой, исходя только из положений подпункта б) п.2.5. В таких случаях и величина максимальной приземной концентрации от рассматриваемого источника будет меньше, так как она, как известно, прямо пропорциональна величине F. Указанные случаи возможны, например, когда пылеочистка на источнике отсутствует и в соответствии с подпунктом б) п.2.5 необходимо принимать F=3.

Рассмотрим один из примеров [22].

Требуется определить величину F для пыли, отходящей от литейных дворов доменных печей, поступающей в атмосферу через цеховой фонарь без очистки. Размер частиц пыли в фонарях литейных дворов колеблется от 2,2 до 286 мкм при их плотности, равной 1040 кг/м³.

В соответствии с примечанием 1 к п.2.5 ОНД-86 [6] для определения величины F необходимо определить диаметр d_g частиц пыли, поступающей в атмосферу из источника, такой, что 95% массы всех выбрасываемых частиц имеют диаметр, не превышающий d_g. Как указано в [22], в рассматриваемом случае d_g=17 мкм.

Согласно примечанию 1 к п.2.5 ОНД-86 следующим шагом в определении величины F является нахождение скорости оседания частиц V_g, имеющих диаметр d_g. Если d_g не превышает 100 мкм, скорость V_g может быть найдена с помощью формулы Стокса, имеющий вид [48]:

(2.6)

где:

V_g - определяется в см/с;

g≈981 см/с² - ускорение силы тяжести;

ρ_ч - плотность частиц (г/см³);

η - динамическая вязкость воздуха (г/см∙с);

d_g - в мкм.

Величина η зависит от температуры воздуха, но слабо. В интервале температур от -20°С до +20ºС, η изменяется только на 13% [23]. Этим изменением на практике можно пренебречь и, принимая во внимание, что большинство расчетов в соответствии с ОНД-86 (п.2.4) должно проводиться на летние условия, можно принять динамическую вязкость воздуха, соответствующую t=20ºС, т.е. положить η=1,8∙10^-4 (г/см∙с) [23].

С учетом выше изложенного для рассматриваемого примера получим, что при d_g=17 мкм v_g=1 см/с. Указанное примечание определяет, что величина F находится по отношению v_g/и_м,где u_м - опасная скорость ветра для рассматриваемого источника (см. п. 29 ОНД-86).

Следует отметить, что величина и_м не зависит от значения параметра F и рассчитывается в согласованных к официальному применению компьютерных программах расчета загрязнения воздуха (например, «Эколог») при введении исходных данных о параметрах источников выбросов до проведения основных расчетов. При этом, согласно ОНД-86, u_м не может быть менее 0,5 м/с. Таким образом, в рассматриваемом примере очевидно, что отношение v_g/и_м≤0,02 и, тем самым, F≤1,5, вместо F=3, если его значение принимать в соответствии с подпунктом б) п. 2.5 ОНД-86, основываясь только на имеющейся (в данном случае отсутствующей) пылеочистке. Если определенная для аэрационного фонаря и_м≥0,7 м/с, то получается, что v_g/и_м≤0,015 и тогда можно принять на основании примечания 1 к п.2.5, что F=1.

Рассмотрим еще один пример, приведенный в [22].

В данном случае пыль поступает в атмосферу от двухванной сталеплавильной печи, работающей без очистки отходящих газов.

Дисперсный состав пыли по массе на 92% состоит из частиц размером 0,07-1 мкм и 4 % составляют частицы до 10 мкм. Таким образом, 95% массы всех выбрасываемых частиц имеют диаметр не более 10 мкм, т.е. d_g=10 мкм. Плотность частиц пыли равна 4800 кг/м³. Тогда на основе использования формулы (1) получается v_g=1,45 см/с. И в этом случае заведомо ясно, что v_g/и_м<0,03, т.е. F≤1,5. Если же и_м≥1 м/с, то v_g/и_м<0,015 и F=1.

Для расчета F важное значение имеет свойство тканевых, в том числе рукавных фильтров. Такие фильтры практически на 100 % задерживают частицы диаметром более 10 мкм. В случаях установок такого рода пылегазоочистки при определении величины Fцелесообразно учитывать данную информацию.

При этом, естественно, необходимо знать величину плотности выбрасываемой пыли. Исходя из условия, что в воздух после очистки попадают частицы с диаметром не более 10 мкм, т.е. заведомо d_g≤10 мкм, находится соответствующее v_g. Если оказывается, что v_g/и_м≤0,015, то в соответствии с примечанием 1 к п. 2.5 принимается, что F=1, если 0,015<v_g/и_м≤0,03, то F=1,5, а в противном случае F принимается в соответствии с подпунктом б) п. 2.5. Такой подход к определению F можно всегда рекомендовать, когда имеется информация о распределении в выбросе массы частиц по их размерам и данные о плотности пыли.

2. Основываясь на имеющихся данных о дисперсном составе ряда вредных веществ, содержащихся в выбросах, можно рекомендовать при расчете рассеивания в атмосфере принимать значения параметра F=1 для:

- твердых частиц при сварке металлов и их резке методами электро- или газосварки;

- свинца и его соединений, бенз(а)пирена и сажи при работе двигателей передвижных транспортных средств;

- бенз(а)пирена и сажи от котельных;

- диоксинов (фуранов) - при процессах горения;

- сажи - при сжигании попутного нефтяного газа.

Примечание: Для мазутной золы значение параметра F может быть уточнено согласно п. 1 данного подраздела.