Modelēšana, ietverot ķīmiskās reakcijas

Saturs

• Ķīmiskās reakcijas atmosfērā

• Papildus nepieciešamie ievaddati

• Rezultāti

Atmosfēras sastāvā esošo gāzveida vielu īpašības

• Aktīvas gāzes: vielas, kuras aktīvi iesaistās ķīmiskās reakcijās (piemēram, SO2, O3, NOx, I2, Cl2, HF)

• Mazaktīvas gāzes: vielas, kurām nav raksturīgas nozīmīgas ķīmiskās pārvērtības (piemēram, O2, CO2, CH3I)

• Inertas gāzes – piemēram, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Slāpekļa oksīdu ķīmiskās reakcijas atmosfērā

• Emisijas avots

• Receptors

• Izmete

• Koncentrācija

• Masa uz laika vienību (g/s) • Masa uz tilpuma vienību (mg/m3)

NO2, NOx un O3 ķīmiskās reakcijas atmosfērā: 3NO2 + h 3NO + O3

NO + O3 NO2 + O2 kur: h - ultravioletais starojums

Kad nepieciešams ņemt vērā ķīmiskās reakcijas? Emisijas

• Sadedzināšanas iekārtām piemēro slāpekļa

oksīdu (turpmāk – NOx) emisiju robežvērtības • Secinājumi par labākajiem pieejamiem

tehniskajiem paņēmieniem (LPTP) - NOx, ko izsaka kā NO2

• Dabas resursu nodoklis – slāpekļa oksīdiem (NOx – slāpekļa oksīdu summa, pārrēķināta uz NO2)

• Tehniskās prasības transportlīdzekļiem – NOx emisijas

Kad nepieciešams ņemt vērā ķīmisko sastāvu? Gaisa kvalitātes normatīvi (slāpekļa dioksīdam un slāpekļa oksīdiem)

Robežlieluma veids Noteikšanas

periods Robežlieluma

skaitliskā vērtība Viela

Stundas robežlielums cilvēka veselības aizsardzībai

1 stunda 200 µg/m3

Gada robežlielums cilvēka veselības aizsardzībai

kalendāra gads

40 µg/m3

Kritiskais piesārņojuma līmenis ekosistēmu aizsardzībai

kalendāra gads

30 µg/m3

NO2

NO2

NOX

«NOx izteikts kā NO2»

• Tā kā NOx sastāv no divām vielām, tad tā molmasa ir atkarīga no šo vielu proporcijas maisījumā

• Ja vielu proporcijas nav zināmas, tad bieži pieņem, ka NOx molmasa atbilst NO2 molmasai un lieto apzīmējumu «NOX izteikts kā NO2»

• «NOX izteikts kā NO2» raksturo nelabvēlīgāko gadījumu, jo NO2 molmasa lielāka nekā NO molmasa

«True NOx» un «NOX as NO2»

• Emisijas avots

• Receptors

• Izmete

• Koncentrācija

• Masa uz laika vienību (g/s) • Masa uz tilpuma vienību (mg/m3)

• Ja vielu (NO2 un NO) proporcijas maisījumā ir zināmas, tad var aprēķināt reālo NOx koncentrāciju

• ADMS lietotāju pamācībā apzīmējums – «True Nox»

• ADMS programmā NOx masas koncentrācija vienmēr izteikta «NOX kā NO2»: – NOx emisija – NOx fona koncentrācija – NOx aprēķinātā koncentrācija

Kā pārvērst emisiju daudzumus un koncentrācijas?

• No «Patiesā NOx» uz «NOx kā NO2»

"𝑁𝑂𝑥 𝑘ā 𝑁𝑂2" = 𝑁𝑂2 +𝑀𝑁𝑂2𝑀𝑁𝑂

× («Patiesais NOx» − NO2)

• No «NOx kā NO2» uz «Patiesais NOx»

"Patiesais NOx" = 𝑁𝑂2 +𝑀𝑁𝑂𝑀𝑁𝑂2

× («𝑁𝑂𝑥 𝑘ā 𝑁𝑂2» − NO2)

kur 𝑀𝑁𝑂= 30 g/mol un 𝑀𝑁𝑂2= 46 g/mol

Ķīmisko procesu modelēšana

Datu ievade

• Logā “Setup” atzīmējiet izvēli “Chemistry”

• Logā “Emissions” jānorāda NO2 daļa kopējā NOx sastāvā (procentos)

• Logā “Background” obligāti jānorāda NOx, NO2 un O3 fona koncentrācijas

Emisiju raksturojums

Emisiju raksturojums

NO2 un NOx

koncentrācijas

NO2 daļa procentos

Fona koncentrācijas

Fona koncentrāciju

fails

Gada vidējās

vērtības

Fona koncentrāciju fails

Meteoroloģiskā informācija

Tā kā reakcijas tieši atkarīgas no temperatūras un saules radiācijas līmeņa, tad meteoroloģiskajā failā jānorāda:

• temperatūra

un

• saules radiācijas lielums

vai

• gads, diena, stunda un mākoņainība

Rezultāts

• Rezultāti ietver: — «NOx kā NO2» koncentrāciju — NO2 koncentrāciju

• Lai noskaidrotu «Patieso NOx», jāveic

pārrēķins