Расчет поступлений вредных веществ в воздух рабочей зоны (96

*Б.П. – без подогрева.

Азотную кислоту используют для травления высоколегированных сталей. Как правило, водород при травлении не выделяется. Это объясняется тем, что он расходуется на преобразование азотной кислоты в азотистую, а последняя, разлагаясь, дает оксид и диоксид азота. Общее количество вредных выделений зависит от размеров ванн травления и определяется по формуле

ãäå móä – удельные выделения вредных веществ, отходящих от единицы поверхности, кг/(м2 ÷), – òàáë. 11; S – площадь зеркала ванны, м2; kç – коэффициент загрузки ванны; kó – коэффициент укрытия ванны (при наличии в составе раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ) kó = 0,5; при отсутствии ПAB kó = 1,0); – коэффициент, зависящий от площади испарения следующим образом:

11

Таблица 11

Удельные выделения вредных веществ móä, êã/(ì2 ч), при травлении легированных сталей различными кислотами

12

5. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ УЧАСТКИ И ЦЕХИ

При гальванической обработке деталей выделяются аэрозоли кислот и едких щелочей, оксиды азота, цианистый водород, фтористый водород, хромистый ангидрид, аэрозоли растворов и др.

Испарение вредных веществ с открытых поверхностей ванн гальванизации и травления металлов происходит вследствие разности парциальных давлений или концентрации вещества над поверхностью жидкости и в окружающей воздушной среде.

Количество паров испаряемого вещества G, кг/ч, определяют по формуле

ãäå kt – коэффициент, зависящий от разности температур поверхности жидкости и окружающего воздуха следующим образом:

D – коэффициент диффузии пара в воздухе, м2/÷; C1, C2 – концентрации паров рассматриваемого вещества соответственно на поверхности раствора и в воздухе помещения, кг/м3; Lîòñ – расход воздуха в местном (бортовом) отсосе, м3/÷; å –коэффициент местного отсоса, принимаемый равным 0,9 при работающем отсосе и нулю при неработающем; b – характерный размер (ширина ванны) поверхности испарения, м; F –площадь поверхности испарения, м2 ; – пространственный угол подтекания воздуха к местному отсосу (при отсутствии местного отсоса = 1,0; для отсоса, расположенного у стены или рядом с отсосом смежной ванны = = 0,5 ; для отсоса у ванны, расположенной рядом с другой, не имеющей отсоса, = ; для отдельно стоящей ванны = 1,5 .

При температуре воздуха tâ, С, и барометрическом давлении Ðáàð, кПа, коэффициент диффузии

ãäå D0 – коэффициент диффузии при нормальных условиях, м2/ч (для водяного пара D0 = 0,0754 ì2/ч; для хлористого водорода D0 = 0,047 ì2/ч; для цианистого водорода D0 = 0,062 ì2/ч; для азотной кислоты D0 = 0,033 ì2/÷).

13

По закону Грэхема в одинаковых условиях скорости диффузии двух газов обратно пропорциональны корням квадратным их молярных масс:

Используя этот закон, можно определить коэффициент диффузии для любых газов и паров.

Концентрации паров рассчитывают по их парциальным давлениям:

ãäå Ìâ è Ìâîçä — молярные массы рассматриваемого вещества и воздуха соответственно, кг/моль; Ð — парциальное давление паров вещества, кПа; Ðáàð – барометрическое давление, кПа; âîçä – плотность воздуха при температуре поверхности испарения, кг/м3.

В технологических процессах, связанных с капельным уносом, происходит увеличение массы паров в воздухе, отсасываемом вытяжной вентиляцией, по сравнению с массой паров, испаряющихся с зеркала ванн. Это обусловлено увеличением площади поверхности испарения в результате появления пузырьков на поверхности и наличием капель в отсасываемом воздухе, а также высвобождением паров из объема пузырьков при их разрыве. Максимальное увеличе- ние площади поверхности испарения может быть оценено коэффициентом l,45.

Серная кислота и щелочи практически не испаряются, так как парциальное давление паров серной кислоты ничтожно мало (при t = 20 Ñ (HSO4) = 0,07 Па), а температура кипения щелочей высокая (температура кипения NaOH при нормальном барометриче- ском давлении составляет 1378 С).

Концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (C2) следует считать равными ПДК. С некоторой ошибкой в сторону завышения количества испаряющихся веществ можно принять значения этих концентраций равными нулю.

Количество паров органических растворителей G, кг/ч, выделяющихся в процессах обезжиривания изделий, определяют по

14

формуле (6) (móä – удельные выделения вредных веществ, отходящих от единицы поверхности, кг/(м2 ÷) – òàáë. 12).

При расчете количества загрязняющих веществ, выделяющихся при гальванической обработке, коэффициент принимают равным 1,0. Значения móä приведены в табл. 13.

Таблица 13

Удельные выделения móä, êã/ì2, и значения коэффициента токсичности Ñòîê вредных веществ, выделяющихся от гальванических ванн

15

Продолжение табл. 13

16

Продолжение табл. 13

17

Окончание табл. 13

* Значения móä приведены для расчета максимальных разовых концентраций при нормальной загрузке ванны.

** Количество выделяющихся вредных веществ незначительно и при расчете вентиляционных выбросов может не учитываться.

*** Местный отсос, как правило, не требуется; однако при наличии воздушного перемешивания раствора местный отсос необходим.

Для определения среднесуточных значений móä следует учитывать коэффициент загрузки оборудования. При необходимости очистки вентиляционных выбросов и выборе очистных устройств следует учитывать выпадение аэрозоля на внутренние стенки отсосов и воздуховодов.

Интенсивность выделения вредных веществ при электрохими- ческих процессах зависит от состава раствора, плотности тока и

18

выхода токсичных газов, а при химических процессах – от состава раствора, его температуры и кинетики химических реакций. Исследованиями установлены следующие зависимости.

Выделение хромового ангидрида из ванн электрохимического хромирования

Взаимодействие поверхностного слоя электролита с углекислотой воздуха приводит к дополнительному выделению цианистого водорода

В процессах цианистого цинкования и меднения количество выделившегося цианистого водорода составляет 20 % от приведенных значений.

Для оценки взрываемости воздуха, отсасываемого от электрохимических ванн, определяют объем выделенного при электролизе водорода VH2 , ì3/÷:

À ÷/(ì2 ìêì); F – площадь обрабатываемой поверхности деталей, м2/ч; – толщина покрытия, мкм; kS – коэффициент, учитывающий выход по току основного вещества; T – температура отсасываемого воздуха, К; P – давление отсасываемого воздуха, кПа. Значения удельного расхода электричества ÅS и коэффициента выхода по то-

19

êó kS металла при электрохимических процессах для некоторых металлов приведены ниже:

6. УЧАСТКИ НАНЕСЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Основными вредными веществами, выделяющимися при окраске изделий, являются аэрозоли, краски и пары растворителей. Классы опасности лакокрасочных материалов указаны в [1]. В табл. 14 представлены данные об относительном количестве вредных веществ, выделяющихся при нанесении лакокрасочных покрытий.

Массу аэрозоля краски G, г/мин, выделившегося при окраске поверхности, определяют по формуле

ãäå mîê – расход краски, используемой для покрытия, г/мин; a – доля краски, потерянной в виде аэрозоля, %.

Массу паров растворителя, выделившихся при окраске поверхности, определяют по формуле

20