大气污染-第三章剖析.ppt

危险风速 ū 的确定 危险风速：风对污染物的地面浓度有很大的影响。一方面它会降低抬升高度，另一方面它又有利于扩散稀释。这样最大落地浓度随风速的变化不是单调的，而是存在着某一个风速，它使最大落地浓度达到极大值，这个风速称为危险风速或临界风速，用 ū表示，其计算如下： 抬升公式可表示为： 其中，B代表抬升公式中除 ū 以外的其它因子。 （按绝对最大落地浓度设计烟囱的计算公式） 注意： ①如果烟囱高度采用危险风速来设计，将保证地面污染物浓度在任何情况下不会超过允许标准，然而设计出的烟囱也是最高的，投资将最大。实际上，从各地气象资料来看，危险风速出现的频率很小，为满足这种很少出现的情况而花过多的投资不合算。 ②如按常年平均风速来设计烟囱，烟囱高度较矮，投资较省，但只能保证有50%的概率使地面污染物浓度不超过允许值，当风速小于平均风速时，污染物浓度可能超标。 ③因此 从环保和经济两方面来考虑，选择一个具有可接受的保证率的风速来设计烟囱高度是比较合理的，它可以保证在可接受的保证率下，地面污染物浓度不超过允许标准。对于污染较大但出现频率较低的气象条件，可通过污染预报用调节生产的办法来解决。 (2)地面允许浓度C允的设置 C允=f p(C0－Cb) 式中：C0——当地执行的大气环境质量标准； Cb——当地现在的本底浓度； f——该项目可占的污染权重； P——地形因子，由当地环保部门确定，也可参考下表选取： 0.5 0.7 1.0 P 山区 丘陵 平原 地形条件 3、进行烟囱高度设计时的注意事项 （1）为使烟囱能避免气流下洗现象或下沉现象的影响，要求烟囱的高度至少为邻近建筑物或障碍物高度的2.5倍。 （2）避开烟囱有效高度H与出现频率最高或较多的混合层高度相等，因此时的情况最坏，地面浓度等于一般情况下的2倍。 （二）烟囱出口直径的计算 烟囱出口直径可按下式计算： 式中：d——出口直径，m； Qυ——烟气排放量，m3/s； υs ——烟气出口速度, m/s。 对于烟气出口速度υs的选择： 1、选择的原则：避免下洗现象或下沉现象的产生； 2、选取的方法：按气流下沉的经验法则来选取，一般将υs /u＞2.５作为设计准则。 烟气出口速度的大小对烟流抬升影响很大。烟流速度过大，虽然烟气的动量抬升提高，但却促进了与周围空气的混合，反而降低了烟流的整体抬升，所以烟气出口速度有一个合适的范围。烟气出口速度可按下面的经验法则选取： 不出现气流下沉 υs /u＞2.5 从理论上说，烟道气的向上动量应能克服由烟囱周围吹过的风速所引起的向下压力梯度，不应出现气流下沉 1.8 ＜ υs /u ＜2.5 气流下沉极轻微，一般不出现 1.5＜ υs /u ＜1.8 处于气流下沉的边缘 υs /u=1.0 非常可能出现气流下沉 0.8＜υs /u＜1.0 烟被吸入整个烟囱背风面的较低压力区，出现气流下沉 υs /u＜0.8 物理解释 条件 注：上表中：υs ——烟道气出口速度， m/s ；u——烟囱出口处平均风速， m/s 例题1：在东经102.5°，北纬29.8 °的某平原地区，有一污染排放源，烟囱高90m，出口内径2.5m，烟气出口温度150 ℃ ，NOx排放量250kg/h，在7月12日北京时间16h，当地气象状况是：气温28 ℃ ，云量6/3，地面风速2m/s，试计算该排放源造成的最大地面浓度是多少？ 例题2：平原地区某污染源SO2的排放量为60g/s，烟气流量为260m3/s，烟囱出口处气流速度为20.7m/s, 烟气温度为423K，大气温度293K。该地区的SO2背景浓度为CB=0.04mg/m3，环境空气质量标准为二级标准C0=0.05321mg/m3，设σz/σy=0.5, μ10=3m/s, m=0.25。试设计烟囱高度和出口内径。 厂址选择（自学，p296-300） 本章小结 影响大气污染的因素：污染物的性质、环境因素、气象因素 大气扩散模型 预测地面污染物的浓度： 烟囱高度的计算：重点是确定μ、ΔH 内径的计算：注意确定合适的烟气出口速度υs 选择模型的条件 参数的选择：σ y ，σ z的选择 今后对模型将进一步完善并运用CFD手段来进行实时、动态的模拟，避免大气污染事件的发生 对扩散模型进行变形处理 2、 帕斯奎尔曲线法的要点： （1）根据太阳辐射情况（云量、云状和日照）和距地面10米处的风速，将大气稳定度分为6个级别：即A为极不稳定、B 为不稳定、C为弱不稳定、D为中性、E为弱稳定、F为稳定。 （2）根据大气扩散的数据和理论，用曲线表示每个稳定度级别σy 和σz与距离烟源为x之间的变化关系。 利用帕斯奎尔和吉福德给出的不同稳定度时，σy 和σ