книги из ГПНТБ / Луговский С.И. Вентиляция в асбестотехнической промышленности

Это неправильное представление состоит в том, что вентиля­ ции придается решающее значение в снижении количества вред­ ных выделений в воздухе производственных помещений и в силу этого недостаточно обращается внимание на степень совершен­ ства технологического процесса, герметизации укрытий аппара­ тов, механизации и автоматизации операций, связанных с выде­ лением вредностей.

Опыт показывает, что при несовершенных технологических процессах и производственных аппаратах средствами одной вен­ тиляции. часто невозможно добиться коренного оздоровления воздушной среды, несмотря на большие затраты на устройство вентиляции.

Поэтому в практической работе по оздоровлению условий труда на промышленных предприятиях очень важно установить эффективность не только вентиляционных установок, но и надеж­ ность герметизации, а т-акже степень совершенства различного рода укрытий производственных аппаратов. Кроме того, важно найти наиболее правильные мероприятия для снижения вред­ ных выделений п, в конечном итоге, добиться оздоровления ус­ ловий труда наиболее экономичными решениями.

Чтобы проектировать, и строить наиболее совершенные си­ стемы вентиляции.и различного рода укрытия, необходимо так­ же уметь определять их эффективность в производственных ус­ ловиях.

Анализ причин неудовлетворительного состояния воздушной среды в исследуемых цехах позволяет, хотя бы приближенно, ориентироваться, насколько та или иная причина снижает эф­ фект вентиляции. '

Причинами недостаточной эффективности вентиляционных систем и установок были ошибки в техническом задании* на про­ ектирование вентиляции из-за несоответствия указанных в зада­ нии условий действительным, ошибки, ^допущенные при проекти­ ровании, и неудовлетворительный монтаж вентиляционных уст­ ройств.

Техническое задание на проектирование вентиляции состав­ ляется обычно совместно со специалистами данной отрасли про­ изводства (работниками завода), с представителями проектной организации. Оно должно содержать мероприятия на возможные перспективы расширения производства, на основные виды вред­ ных выделений производства с описанием и гигиенической ха­ рактеристикой технологии, а также данные о тепловых выделе­ ниях и. другие данные предприятия для обслуживания цехов вентиляцией.

Ошибки в технологическом задании на проектирование — од-

40

на из первых причин недостаточной эффективности вентиляции. Особенно вредны ошибки, допущенные в результате недоста­ точного знакомства проектанта с особенностями технологическо­ го режима производства. В проекте нигде не предусматривается установка контрольно-измерительных приборов для измерения параметров работы установок и соблюдения требуемого рабоче­

го режима.

Монтаж вентиляционных систем и установок в исследуемых цехах произведен с некоторыми отступлениями от проекта.

Все перечисленные выше недочеты приводят к снижению тех­ нической и санитарно-гигиенической эффективности систем и установок, к усложнению и затруднению рациональной и пра­ вильной их эксплуатации, к уменьшению срока их действия вследствие преждевременного выхода из строя отдельных эле­ ментов и всей установки.

Однако нас должны интересовать причины, по которым вен­ тиляция не обеспечивала должного состояния воздушной среды, не с точки зрения происхождения этих причин, а с точки зрения того, что должно быть предпринято, чтобы в обследованных це­ хах помещений могла поддерживаться воздушная среда, удов­ летворяющая санитарным нормам.

Для санитарно-гигиенической оценки вентиляции произво­ дились исследования воздушной среды и технические испытания имеющихся вентиляционных установок.

Важным значением эффективной работы вентиляционных установок является их качественный монтаж. Неудовлетвори­ тельно или неправильно выполненный монтаж вентиляционных установок часто является причиной их недостаточной эффектив­ ности, а иногда ведет к преждевременной порче устройств и вы­ ходу их из строя.

При монтаже воздуховодов, руководствуясь «эстетическими» соображениями, принятые по проекту круглые воздуховоды бы­ ли заменены прямоугольными. Если площади поперечного сече­ ния круглых (принятых по проекту) и прямоугольных (выпол­ ненных при монтаже) воздуховодов равны, то при прямоуголь­ ных воздуховодах неизбежно изменяется сопротивление сети. При этом объемы удаляемого воздуха также уменьшаются. Если круглые воздуховоды заменяются прямоугольными с большим сечением, что было сделано на заводе, скорости воздуха оказы­ ваются недостаточными, что вызывает засорение вентиляцион­ ной отсасывающей сети.

Качественно выполненный монтаж вентиляционных устано­ вок должен обеспечить их плотность, долговечность, удобство и безопасность эксплуатации и ремонта. Однако в действительно-

41

I

стн недостаточная плотность в различных отдельных частях веш тиляционных установок ведет к вредным подсосам воздуха, спо­ собствуя значительному снижению эффективности вентиляции.

ЕГ-вытяжных установках неплотности сети приводят к умень­ шению объема воздуха, удаляемого местными отсосами, а в воз­ духоводах, транспортирующих запыленный воздух, подсосы при­ водят к засорению отдельных участков сети пылью.

Рис. 16а. Место разгрузки материала.

/ — циклон; 2 — бункер; 3 — шнековый транспортер; 4 — ленточный транспортер.

Особенно большое внимание в вытяжных сетях следует уде­ лить высококачественному монтажу клапанов, шиберов и за­ движек. Однако на многих вентиляционных установках эти уст­ ройства не работают или совсем не предусмотрены.

Каждый из.указанных выше недочетов монтажа, а тем более совокупность нескольких из них, приводит к недостаточной эф­ фективности вентиляционных устройств, нарушению нормально-

42

новой смеси и пушеных обрезков от воздуха с помощью цикло­ нов, установленных в системе пневмотранспорта; 2 ) приготовле­ ние в массомешателях смеси из асбеста, резины, пушеных обрезков с добавлением бензина и других компонентов; 3) из­ готовление из приготовленной смеси листового паронита на вальцовочных станках.

Каждая из операций производится на отдельном этаже. Ос­ новными. вредностями в атмосфере цеха являются пыль, обра­ зующаяся во время заполнения бункеров материалом, (асбестом, резиновой смесыо или пушеными обрезками), и бензиновые па­ ры, выделяющиеся во время приготовления смеси и у вальцовоч­ ных станков.

На третьем этаже, где находятся циклоны и бункеры, в про­ цессе загрузки происходит интенсивное выделение пыли в атмос­ феру цеха, причем гораздо больше выделяется асбестовой пыли. На рис. 16а показан бункер с циклоном, шнековым и ленточны­ ми транспортерами, обеспечивающими выгрузку материала из бункера. С помощью систем пневмотранспорта асбест (резино­ вая смесь или пушеные обрезки) поступает к циклону. Б цикло­ не под действием аэродинамических и центробежных сил проис­ ходит сепарация частиц из потока. Под влиянием силы тяжести и других факторов отделившиеся частицы опускаются в кониче­ скую часть циклона и далее в присоединенный к циклону бун­ кер. В бункере происходит накопление асбеста. При достижении определенного веса загрузку бункера прекращают и производят его выгрузку. Для этого включают в работу шнековый и ленточ­ ный транспортеры. Шнековым транспортером материал подает­ ся .на ленточный транспортер, который перемещает асбест к од­ ной из двух вертикальных течек. По этим течкам асбест посту­ пает к массомешателям.

Источником выделения пыли в атмосферу цеха является лен­ точный транспортер. Пыль выделяется через щели и неплотно­ сти, которые имеются в кожухе транспортера и в технологиче­ ских люках. Эти люки установлены по концам кожуха ленточно­ го транспортера и периодически открываются во время его работы.

Основной причиной выделения пыли является избыточное давление в бункере и кожухе ленточного транспортера. В ре­ зультате разности давлений внутри кожуха и в цехе струи воз­ духа вырываются наружу через щели и неплотности, вынося с собой частицы пыли п загрязняя атмосферу цеха. Приточная

Глава III

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЫЛЬ И ЕЕ СВОЙСТВА

Общие сведения

Пыль — это мельчайшие частицы твердого вещества, рассе­ янные в воздушной среде.

Промышленная пыль является основной вредностью при вы­ полнении многих технологических процессов, связанных с рез­ кой, заточкой, шлифованием изделий и т. д.

Производственная пыль по своему составу в основном всегда характерна для данного производства или технологического про­ цесса. Так, на текстильных предприятиях пыль образуется при процессах рыхления, трепания и чесания волокнистых материа­ лов: хлопка, асбеста, льна и др. Кроме того, пыль образуется при дроблении и размалывании различных материалов и изде­ лий (обдирке, резке, шлифовке и т. п.).

Пыль различают по размерам частиц, форме, химическому составу, электрическим и магнитным свойствам и т. п.

Обычно пыль классифицируют по размерам частиц. Степень измельчения частиц пыли называется степенью дисперсности или просто дисперсностью; чем меньше частицы, тем больше их дисперсность. Частицу произвольной формы условно считают шарообразной.

В производственных условиях встречаются пылинки самых разных размеров [86].

Пыль с размером частиц менее 100 микрон делится на сле­ дующие фракции:

Иногда частицы классифицируют по скорости витания, т. е. скорости падения в спокойном воздухе. В [86] приведёны зави­ симости скорости падения (витания) пылинок различного раз­ мера и их плотности при темпер'атуре воздуха 20°С. С помощью номограммы диаметр частиц можно определить по скорости ви­ тания, и наоборот. Из графика .видно, что скорость падения частиц в неподвижном воздухе зависит от их диаметра и плот­ ности.

46

Частңцы мельчайших размеров, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, называются аэрозолями. Термин «аэро­ золь» относится и к- более крупным пылинкам, остающимся в воздухе во взвешенном состоянии.

При оценке вредности пыли не следует упускать из вида того, что химическая активность вещества тем выше, чем больше:еГо поверхность. Поверхность же вещества при измельчении увеличивается обратно пропорционально размеру частиц*

Классификация пыли и ее вредность

Свойства пыли зависят от степени ее дисперсности. Поэтому основой наиболее широко применяемых классификаций пыли являются размеры пылинок. В промышленной вентиляции при­ нято делить пыль на три группы:

1 Пыль с диаметром частиц, превышающим 10 мк; она осе­ дает в воздухе с возрастающей скоростью и не диффундирует.

2.Облака или туманы с диаметром частиц от 0,1 до 10 мк; они оседают в воздухе с постоянной скоростью согласно закону Стокса.

3.Дымы с диаметром частиц от 0,001 мк до 0,1 мк; частицы находятся в постоянном броуновском движении и энергично диффундируют.

Промышленная пыль представляет большую опасность для жизни и здоровья рабочих. Степень ее вредности зависит от химических свойств веществ, входящих в пылевую частицу, от размеров пылинок и концентрации их в воздухе.

К вредной пыли относится как минеральная (кремниевая, угольная, асбестовая, цементная, колчеданная), так и пыль ор­ ганических соединений (мучная, сахарная, хлопчатая и др).

Пыль может представлять опасность на предприятиях, с од­ ной стороны, как источник взрывов и, с другой,— как профес­ сиональная вредность.

Многие твердые тела (железо, цинк, алюминий, колчеданная и угольная пыль, мука, сахар и др.), будучи в состоянии тонкой пыли, способны взрываться как от источника открытого огня (спички, электрические искры), так и самопроизвольно, вследствие появления электрических разрядов молний, которые воз­ никают в пылевом облаке в результате заряжения пылинок статическим электричеством при их трении друг о друга.

Длительное вдыхание даже неядовитой пыли приводит к ле­ гочным заболеваниям, носящим название пневмокониоза. Суть этой болезни заключается в том, что мелкие пылинки, попав-

47

шне в альвеолы легких, под действием легочной жидкости по­ крываются нерастворимой пленкой различных кислот и медлен­ но, на протяжении длительного времени действуют разрушающе на легочную ткань. Защитной реакцией организма на вредное действие пыли является утолщение стенок альвеол легких, ко­ торое приводит к тому, что снижается газообмен организма через стенки альвеол с последующей гибелью человека от не­ достатка кийіорода.

Характеристика дисперсности и свойств пыли

Дисперсность частиц пыли определяется линейным размером. Обычно при измерении частиц за их величину принимают наи­ больший размер. Ряд существующих свойств (электрический заряд, адсорбция газов, смачиваемость и т,- п.) дисперсных ве­ ществ зависит от величины суммарной поверхности частиц, взве­ шенных в газовой среде. В связи с этим степень дисперсности иногда удобнее характеризовать величиной, обратной размеру частиц.

Для техники очистки воздуха от пыли и для санитарно-ги­ гиенической оценки важнее не размеры частиц, а свойства, со­ ответствующие этим размерам, и, в первую очередь, скорость оседания частиц пыли. Скорость оседания малых частиц (менее 10 мк) в неподвижном воздухе приблизительно пропорциональ­ на плотности частиц и квадрату их линейного размера.

Для техники обеспыливания важным качеством является форма пылинок, которая, в известной мере, зависит от проис­ хождения пыли и физического строения вещества, из которого она состоит. Кристаллическое, аморфное или волокнистое строе­ ние вещества придает и соответствующую форму пылинкам.

При одном и том же весе волокнистая частица легче будет задержана дыхательными путями человека при вдохе или фильтрации при очистке воздуха от пыли, нежели частица ок­ ругленной формы. Крупность пылинок обычно определяется как среднее арифметическое из двух ее измерений только под микро­ скопом.

Как правило, в каждой фракции, определяемой данной ско­ ростью витания, размеры частиц будут достаточно разнообразг ны, поскольку они зависят от формы частиц и плотности их ма­ териала.

Если газ и пар приходят в соприкосновение с поверхностью твердых веществ, то часть молекул газа или пара поглощается (адсорбируется) на этой поверхности, образуя сгущенную фазу

48

в виде тонкой пленки, обволакивающей твердую частицу. Моле­ кулы, образующие пленку, могут выходить из нее, испаряясь плп диффундируя в окружающую среду, а также проникая вглубь частиц диспергированного вещества. Процесс адсорбции будет происходить до тех пор, пока скорость поглощения не ста­ нет равной скорости испарения и диффузии, т. е. пока не уста­ новится равновесие.

Возникающие на поверхности частичек диспергированного вещества газовые пленки, предельно насыщенные газом и проч­ но ее окутывающие, повышают устойчивость (стабильность) аэрозоля, препятствуя объединению частиц (коагуляции). В за­ висимости от адсорбированного вещества увеличивается или

-уменьшается химическая активность аэрозоля. Количество газа, адсорбированного единицей веса данного твердого вещества, пропорционально величине поверхности пли иначе — степени дисперсности адсорбента. Большое значение имеет степень сма­ чиваемости частиц при борьбе с запыленностью воздуха в рабо­ чих помещениях путем разбрызгивания воды п содержание во влажном состоянии поверхностей, на которые пыль может осаж­ даться.

Образование пыли в помещениях

Мелкие частицы твердых веществ обычно всегда содержатся в исходных материалах, поступающих на переработку: образу­ ются они и в ходе технологического процесса — при измельче­ нии или истирании этих материалов, а также при пересыпании и транспортировании. Во всех этих случаях пыль~~поступает в воздух рабочего помещения через неплотности как в самом обо­ рудовании, так и в укрытиях его. Несомненно, что некоторая часть пылинок обладает такой скоростью, которую необходимо учитывать в расчетах.

Мелкие частицы, преодолевая сопротивление воздуха, очень быстро утрачивают сообщенную им кинетическую энергию и практически перестают самостоятельно двигаться почти мгно­ венно. Практическое значение собственная скорость движения пылинок может иметь только для частиц диаметром не менее 100 мк. Пыль обычно поступает в рабочее помещение с возду­ хом, выходящим через неплотности в укрытиях машин, бункерах, затворах и т. д. В некоторых случаях пыль, уже осевшая на оборудовании и строительных конструкциях, вновь поднимается в воздух при движении людей, машин, перемещении материа­ лов. Сухая уборка (подметание) пола и обдувка сжатым возду-