大气污染控制工程_第四章_大气污染浓度估算模式.ppt

第四章 大气污染物扩散模式 1.湍流扩散的基本理论 2.高斯扩散模式 3.污染物浓度的估算方法 4.特殊气象条件下的扩散模式 5.城市及山区的扩散模式 6.烟囱高度设计 7.厂址的选择 扩散的要素 风： 平流输送为主，风大则湍流大 湍流：扩散比分子扩散快105～106倍 湍流的基本概念 湍流——大气的无规则运动 风速的脉动 风向的摆动 起因与两种形式 热力：温度垂直分布不均（不稳定） 机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度 湍流扩散理论: 主要阐述湍流与烟流传播及物质浓度衰减的关系 梯度输送理论 类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比，用分子扩散方程描述。 湍流统计理论 泰勒－统计学方法，正态分布 萨顿实用模式 高斯模式 相似理论 第四章 大气污染物扩散模式 1.湍流扩散的基本理论 2.高斯扩散模式 3.污染物浓度的估算方法 4.特殊气象条件下的扩散模式 5.城市及山区的扩散模式 6.烟囱高度设计 7.厂址的选择 坐标系 右手坐标，x为平均风向，z为垂直方向 四点假设 a．污染物浓度在y、z上分布为正态分布 b．全部空间中风速均匀稳定 c．源强是连续均匀稳定的 d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化和沉降） 高斯扩散模式的坐标系 高斯烟流的浓度分布 c —— 任一点处的污染物浓度，g/m3 u —— 平均风速, m/s q —— 源强，g/s σy ，σx —— 污染物在 x 、y方向的标准差 令 z=0，可得高架源的地面浓度 取H＝0， 高斯烟流的浓度分布 3 源高和稳定度的影响 粒径小于15μm的颗粒物可按气体扩散计算 大于15μm的颗粒物：倾斜烟流模式 第四章 大气污染物扩散模式 1.湍流扩散的基本理论 2.高斯扩散模式 3.污染物浓度的估算方法 4.特殊气象条件下的扩散模式 5.城市及山区的扩散模式 6.烟囱高度设计 7.厂址的选择 q 源强： 计算或实测 平均风速 ： 多年的风速资料 H? σy? σz? 连续点源的排放模型 Holland公式 Briggs公式 中国国家标准中规定的公式 适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加10％～20％） 适用不稳定及中性大气条件 某城市火电厂的烟囱高100m，出口内径5m。出口烟气流速12.7m/s，温度140℃，流量250m3/s。烟囱出口处的平均风速4 m/s，大气温度20℃，当地气压978.4hPa，试确定烟气抬升高度及有效源高。 作业 某排放源年烧煤15万吨，该煤含硫量为3%，燃烧 效率为80%，年生产300天。烟囱高度为30m烟囱出 口内径为1.0m烟气出口速度为5m/s,出口烟气温度 为122℃。已知当地年平均风速为3m/s,年平均 温度为22℃，试求源强Q，烟流抬升高度Δh （注：风速幂指数为0.20，抬升公式为 其中 =1.29kg/m3, =1.004KJ/(kg·k) ） H? σy? σz? P－G曲线法 P－G曲线 Pasquill常规气象资料估算 Gifford制成图表 根据常规资料确定稳定度级别 平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级 工业区和城市中心区，C提至B级，D、 E、F向不稳定方向提一级 丘陵山区的农村或城市，同工业区 扩散参数的确定－中国国家标准规定的方法 扩散参数的选取 扩散参数的表达式为（取样时间0.5h，按表4-8查算） 平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级 工业区和城市中心区，C提至B级，D、E、F向不稳定方向提一级 丘陵山区的农村或城市，同工业区 取样时间大于0.5h， 不变， 某城市火电厂的烟囱排放烟流的有效高度为304.9m, ，烟气排放速率为150g/s，烟囱出口处的平均风速4m/s， 试计算阴天白天的SO2的最大落地浓度及出现的距离。 例4-2 某石油精炼厂自平均有效源高60m处排放的SO2量为80g/s，有效源高处的平均风速为 6m/s，试估算冬季阴天正下风向距离烟囱500m处地面上的SO2浓度。 解：在阴天条件下，大气稳定度为D级，由表4-4查得，在x=500m处， =35.3m， =18.1m。代入式（4-9）得： [例4-3] 在例4-1的条件下，当烟气排出的SO2速率为150g/s时，试计算阴天的白天SO2的最大着地浓度及其出现的距离。 解：（1）确定大气稳定度：根据题设，阴天的白天为D级。根据扩散参数的选取方法，城区中的点源，D级向不稳定方向提一级，则应