مدل‌سازی انتشار BTEX از یک آشغال‌سوز صنعتی در شرایط ناپایدار با استفاده از روش عددی تفکیک معادلات

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

2 مرکز تحقیقات مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

چکیده

به دلیل محدودیت‌های قانونی، پایش انتشار ترکیبات آلی فرار باید از مبدأ صورت پذیرد. از جمله ابزارهای توانمند و قابل اعتماد برای بررسی انتشار و غلظت آلاینده‌ها، مدل‌های پخش آلودگی هوا می‌باشند. هم‌چنین از آنجایی که اندازه‌گیری غلظت آلاینده‌ها در هر نقطه امکان‌پذیر نیست این مدل‌ها می‌توانند برای بررسی و استنتاج غلظت در آن نقاط مورد استفاده قرار گیرند. علی‌رغم تمایل زیاد برای استفاده از یک روش حل عددی بهینه برای مدل‌های پخش آلودگی هوا، به دلیل تنوع فرآیند‌های دخیل در پدیده انتقال آلاینده‌ها، انجام این کار امری بسیار پیچیده است. به این منظور می‌توان با استفاده از روش عددی تفکیک معادلات، معادلات دیفرانسیل جزیی توصیف کننده پدیده انتقال آلاینده‌ها را به قسمت‌های کوچک‌تری تقسیم‌بندی نمود. مزیت استفاده از این روش این است که در این حالت می‌توان فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مؤثر در هر یک از ابعاد را به ‌طور جداگانه بررسی کرد و هر قسمت را با روش‌های عددی مناسب حل نمود. در اغلب کارهای گذشته پیش‌بینی غلظت بر اساس انجام یک سری عملیات آماری بر روی داده‌های اندازه‌گیری شده می‌باشد و یا برای ورودی مدل نیاز به داده‌های زیادی هست که همیشه این داده ها در دسترس نیست. در این پژوهش از روش یاد شده با استفاده از موازنه جرم و داده‌های هواشناسی برای به دست آوردن نحوه پخش BTEX از زباله‌سوز پتروشیمی تبریز استفاده شده ­است. به راحتی می­توان پارامترهای مختلف از جمله شرایط آب و هوایی و مشخصات منابع انتشار را با استفاده از این مدل­سازی تغییر داد و اثر آن را بر میزان انتشار بررسی نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Unsteady state modeling of BTEX dispersion from an Industrial Incinerator using splitting method

نویسندگان [English]

  • Nesarak Eslami 1
  • Esmaeil Fatehifar 1
  • Mohammad Ali Kaynejad 2
1 Environmental Engineering Research Center, Faculty of Chemical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz
2 Environmental Engineering Research Center, Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz

کلیدواژه‌ها [English]

  • BTEX
  • Modeling
  • unsteady state dispersion
  • splitting
 
دنورز ن، ترجمه ترکیان ا، نعمت­پور ک، "مهندسی آلودگی هوا"، دانشگاه صنایع و معادن ایران، 1380.
ظروفچی بنیس خ، فاتحی­فر ا، احمدی ج، محمدی م، "مدل‌سازی پخش آلودگی هوا با استفاده از نرم‌افزارISCST  در اطراف پالایشگاه تبریز"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، 44 (4)، 1393.
محمدی ن، ظروفچی بنیس خ، شاکر خطیبی م، فاتحی‌فر ا، بهروزسرند ع، محمودیان ا، شیخ­الاسلامی ف، "پیش­بینی غلظت آلاینده­های گازی در هوای شهر تبریز با استفاده از شبکه عصبی"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد 46، شماره 2، تابستان 1395.
Abhishek T, Jeremy C, “Air Pollution (Measurement, modelling and mitigation) ”, New York, Routledge, 2010.
Caselli M, de Gennaro G, Marzocca A, Trizio L, Tutino M, “Assessment of the impact of the vehicular traffic on BTEX concentration in ring roads in urban areas of Bari (Italy) ”, Chemosphere, 2010, 81 (3), 306-311.
Daly A, Zannetti P, “Air Pollution Modeling”, The Arab School for Science and Technology (ASST) and The EnviroComp Institute, 2007.
Fatehifar E, “Development of an optimal design of a multi-pollutant air quality monitoring network”, PhD. Thesis, Shiraz University, Shiraz, Iran, 2005.
Fatehifar E, Elkamel A, Taheri M, “A MATLAB-Based Modeling and Simulation Program for Dispersion of Multipollutants From an Industrial Stack for Educational Use in a Course on Air Pollution Control”, Computer Applications in Engineering Education, 2006, 14 (4), 300-312.
Gurjar B R, Molina L T, Ojha C S P, “Air Pollution”, CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, 2010.
Haagen-Smit A J, “Chemistry and physiology of Los Angeles smog”, Industrial Engineering Chemistry, 1952, 44 (6), 1342-1347.
Heinsohn RJ, Kabel RL, “Sources and control of air pollution", Printic Hall, 1999.
Jacobson MZ, “Atmospheric Pollution”, New York, Cambridge University Press, 2002.
Kahforoshan D, Fatehifar E, Babalou AA, Ebrahimin AR, Elkamel A,Soltan JS, “Modeling and Evaluation of Air pollution from a Gaseous Flare in an Oil and Gas Processing Area”, WSEAS Conferences, Spain, Santander, Cantabria, January 2008.
Ku J-Y, Rao ST, Rao KS, “Numerical simulaton of air pollution in urban areas: Model development”, Atmospheric Environment, 1987, 21 (1), 201-212.
Lan TTN, Minh PA, “BTEX pollution caused by motorcycles in the megacity of HoChiMinh”, Journal of Environmental Sciences, 2013, 25 (2), 348-356.
Lelieveld J, Berresheim H,Borrmann S, “Global air pollution crossroads over the Mediterranean”, Science of The Total Environment, 2002, 298 (5594), 794-802.
Moreira D ,vilhena M, “Air pollution and Turbulence”, New York, CRC press, 2010.
O'Leary BF, Lemke LD, “Modeling spatiotemporal variability of intra-urban air pollutants in Detroit: A pragmatic approach”, Atmospheric Environment, 2014, 94, 417-427.
Scheepers PTJ, Konings J, Demirel G, Gaga EO, Anzion R, Peer PGM, Dogeroglu T, Ornektekin S, Van Doorn W, “Determination of exposure to benzene, toluene and xylenes in Turkish primary school children by analysis of breath and by environmental passive sampling”, Science of The Total Environment, 2010, 408 (20), 4863-4870.
Seinfeld JH, Pandis SN, “Atmospheric Chemistry And Physics”, John Wiley & Sons, Inc, 2006.
Stojić A, Maletić D, Stanišić Stojić S, Mijić Z,Šoštarić A, “Forecasting of VOC emissions from traffic and industry using classification and regression multivariate methods”, Science of The Total Environment, 2015, 521, 19-26.
Trainer M, Williams E J, Parrish DD, “Models and observations of the impact of natural hydrocarbons on rural ozone”, Nature, 1987, 329 (6141), 705-712.
Zhang Y, Mu Y, Liu J, Mellouki A, “Levels, sources and health risks of carbonyls and BTEX in the ambient air of Beijing, China”, Journal of Environmental Sciences, 2012, 24 (1), 124-130.