当前课程知识点:环境规划 > 第3章 呼吸相关——大气环境规划 > 知识点24 在光阴的呢喃里修炼“顺风耳”——大气污染源源强预测 > 知识点24 在光阴的呢喃里修炼“顺风耳”——大气污染源源强预测
在环境规划中
我们很关注这个污染源
而大气的污染源呢
它主要是指向大气环境排放
有害物质的生产过程
设备 物体或者场所
那么在进行大气环境规划的时候
我们就需要对这个大气污染源
它的源强进行预测
那么这里面的源强就是指
在单位时间内
这个污染源排放污染物的量
我们一般可以通过一般预测模型
耗煤量预测模型
以及污染物的直接排放量预测
这三种方式来进行
大气污染源源强的预测
其中一般预测模型它的计算
是最为简单的
并且适用性也最为广泛
对于一般的污染源
它的源强我们用Qi来表示
它等于在这个污染源中
某一种污染物i的排放因子Ki
来乘以燃料的消耗量Wi
再乘以1减去净化设备
对污染物的去除效率
我们用ηi来表示
那么其中对于瞬时排放源
那么这时候的源强Qi
我们的单位就取kg或t
而对于连续稳定地排放源
我们就用kg/h或t/d来进行计算
那么对于固体燃料来讲
它的消耗量Wi
我们往往就是以kg或t直接计量
而液体的燃料主要用L来计量
对于气体的燃料以100立方米来计量
而时间单位
一般我们都是取h或d来进行计量
那么对于燃料的类型来说
我国在过去很长一段时期内
都是以燃煤为主要类型
因此我们生活中
较为常用的就是对耗煤量的预测
包括了工业的耗煤量
和民用耗煤量预测
以及它的能耗预测
这也是一种类型的源强的预测
那么对于工业耗煤量的预测
主要是运用弹性系数法
大家对它应该是不陌生的
我们知道工业耗煤量
它是和工业总产值密切相关的
如果我们抛开工业总产值
仅仅通过计算工业耗煤量的
年际平均增长率α
来预测工业耗煤量这是不可行的
因为耗煤的增长率α不一定是常数
并且它可能是无规律性变化的
而工业总产值M
则一般是根据发展目标要求
按规律来增长的
所以我们便可以通过
工业平均增长率β
和工业总产值的平均增长率
β与工业耗煤量平均增长率α的关系
来预测工业耗煤量E
那么在这个时候β和α之间的关系
我们就把它定义为弹性系数
用CE来表示
那么这里面的CE等于
α除以β
这个时候它是一个常数
那么怎样来求解弹性系数CE的值呢
我们可以根据这个公式
用预测年的工业耗煤量E
它等于基准年的工业耗煤量E0
乘以(1+α)的(t-t0)次方
用以来计算过去的某一个
t0到t时间段的α值
那么由于过去的t0到t这个时间段里面
t0的时间所对应的耗煤量E0
它和t时间所对应的耗煤量E
都是已知的
因此我们非常容易来求解
这个公式中的唯一未知量α
同理我们也可以通过第二个公式
来顺利地求解
从过去t0到t时间段内的
工业总产值的平均增长率β
那么根据过去某个t0到t
时间段的α和β值
我们便可以求解弹性系数
CE这个常数值
然后就把这个弹性系数CE
带入到未来某个需要预测的
t0到t的这个时间段
那么这个时候第一个公式里面的
预测年工业耗煤量E就是一个待求量
我们可以根据工业总产值
发展的规律和规划
来预测预知年的工业总产值M
那么这个时候可以根据第二个公式
来求解在未来的t0到t时间段内
工业总产值的平均增长率β
于是我们用CE乘以β便可求解α
最后再把α的值带入到第一个公式
便可求解预测年t的工业耗煤量E
从而来完成我们对于工业耗煤量
这个源强这样的一个预测
那么除了工业用煤之外
还有一种大规模的用煤
主要是是集中供暖的民用耗煤
那么由于一般单位取暖面积的
取暖耗煤系数As它是固定值
因此只要用取暖耗煤系数
As乘以预测年的取暖面积S
即可求出预测年的取暖耗煤量Es
由于不同品质的燃煤或其它燃料
它的能量转化效率的贡献值
并没有统一的规格
因此我们需要通过能耗的预测
来统一各种燃料的能量贡献
在环境规划中进行的能耗计算
主要包括原煤 原油 天然气这三项
按规定折算成
每千克发热量7000kcal的标准煤
折算的系数就是
原煤0.714 原油 1.43
而天然气每立方米折1.33 kg/m3
那么这是第二种源强的预测
而第三种源强预测
则是对大气环境产生直接危害的
这些污染物排放情况的直接预测
我们这里对于烟尘排放量
二氧化硫排放量以及
氮氧化物和一氧化碳排放量
这三种类型来进行预测
那么其中烟尘是最为直观可见的污染物
当我们没有治理措施的时候
烟尘排放量我们用G烟来表示
它等于燃煤量W
乘以煤的灰分A
再乘以烟气中烟尘的质量分数B
而另一种情况就是有治理措施
这个时候有治理措施
就会有一个除尘效率
当这个除尘效率达到η的时候
那么烟尘的排放量G烟
便等于无治理措施时候的排放量
来乘以1减去除尘效率η来获得
那么除了烟尘之外
二氧化硫也是我们非常熟悉
危害非常大的这样一个污染物
一般情况下 燃煤中的硫分
燃烧之后会形成二氧化硫
二氧化硫在空气中
又可能氧化形成三氧化硫
三氧化硫溶于雨水后生成硫酸降落
也就会形成我们所说的酸雨
所以二氧化硫的排放量预测
也非常重要
那么这时候我们把燃煤量记为W
煤中的全硫分含量记为S
根据硫燃烧的化学反应方程式
我们可以用2乘以燃煤量W
再乘以煤中全硫分含量S
来计算吨煤燃烧后的
二氧化硫的排放量
这里的2就是我们化学反应方程式
平衡的一个系数
从硫到二氧化硫的这样一个变化量
那么除此之外
我们在计算的时候还要乘以什么
烟气中二氧化硫含量的常用百分比
也就是80%
从而得到烟气中二氧化硫的排放量GSO2
所以我们经常看到这个公式中1.6
就是用2乘以这个80%来获得的
那么在燃煤过程中
还会产生氮氧化物和一氧化碳
那么它们的排放量
往往可以根据锅炉的类型和用途
以及它的排放系数来进行预测
那么综上所述大气污染源源强预测
是非常之重要的
它可以为区域的产业发展
和优化提供一些基础数据
同时它也是大气环境规划的
一个非常必要的部分
希望各位同学能够熟练掌握
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