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烟囱高度的设计方法
高架连续点源的典型代表就是孤立的高烟囱。烟囱的作用除了利用热烟气与环境冷空气之间的密度差产生的自生通风力来克服烟气流动阻力向大气排放外,还要把烟气中的污染物散逸到高空之中,通过大气的稀释扩散能力降低污染物的浓度,使烟囱的周边的环境处于允许的污染程度之下。
1. 烟囱高度对烟气扩散的影响
烟囱高度对扩散稀释污染物以及降低污染物的落地浓度起着重要作用。由高斯扩散模式可见,落地***大浓度与烟囱有效高度的平方成反比。一个高烟囱所造成的地面污染物浓度,总是比相同排放强度的低烟囱所造成的浓度低,如图5-20所示。其中,C(h2)<C(h1),即烟囱下风向高烟囱的地面烟气浓度小于低烟囱,只有当离开烟囱相当长的距离后烟气浓度曲线才逐渐接近。此外,Xmax(h2)>Xmax(h1),Cmax(h2)<Cmax(h1),即低烟囱的污染物***大落地浓度Cmax位于离烟囱较近的距离Xmax处,而且数值上比高烟囱污染物的***大落地浓度要大得多。因此,高烟囱的作用不是将高浓度的烟气由近处转移至远处,而是使下风处约10 km范围内的烟气浓度都降低了。
烟囱的设计应合理地确定烟囱高度,做到既减少污染又不浪费。因为高烟囱虽然非常有利于污染物浓度的扩散稀释,但烟囱达到一定高度后,再继续增加高度对污染物落地浓度的降低已无明显作用,而烟囱的造价也近似地与烟囱高度的平方成正比。因此,烟囱高度设计的基本要求是,在排放源造成的地面***大浓度不超过***规定的数值标准下,使得建造***费用***小。