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

хом оборудования приводят к значительному увеличению запы­

машин) механизированной с применением пневматической убор­ ки пыли — одна из задач всемерного оздоровления п облегчения условий труда. Механизированная уборка пыли может быть передвижной или стационарной. Такая уборка сокращает за­ траты на чистку оборудования, так как в настоящее время кваліГфнцнрованные рабочие текстильных предприятий затрачива­ ют на чистку оборудования и рабочего места до 50% своегс времени.

Оседание частиц пыли из воздуха происходит по определен­ ному закону только в спокойном воздухе. В производственных условиях конвективные потоки и непрерывное движение воздуха задерживают оседание ныли.

Обработка волокнистых материалов па текстильных пред­ приятиях сопровождается значительным выделением пыли в воз­ дух помещений. На предприятиях, перерабатывающих асбесто­ вое волокно, загрязнение воздуха пылью особенно велико, так как в массе асбестового волокна, кроме мельчайших обломков п обрывков волокон, имеется значительное количество мельчай­ ших остатков породы. Все это вместе образует мелкодисперсную пыль, которая легко поднимается в воздух н, распространяясь, загрязняет его.

Одновременно с этим при работе машин, действии нагрева­ тельных приборов it скоплении людей происходит избыточное выделение тепла, а также загрязнение воздуха углекислотой, водяными парами, органическими веществами и газами.

Одной из важнейших задач оздоровления труда является борьба с запыленностью воздуха рабочих помещений цехов и очистка воздуха .от пыли.

Запыленность воздуха характеризуется весовым количеством пыли в единице объема воздуха мг/м3 или числом пылинок, содержащихся в 1 см3 воздуха.

Качество воздуха по степени его запыленности оценивают по количеству миллиграммов пыли в 1 м3 воздуха: чистый воз­

Состав пыли, как известно, характеризуется степенью ее измельченностп (дисперсностью). Чем меньше частицы пыли, тем меньше силы земного притяжения, которые уменьшаются про­ порционально квадрату ее радиуса, и тем меньше скорость осе­ дания частиц. По закону Стокса скорость витания частиц

50

Необходимо отметить, что асбестовая пыль, содержащая двуокись кремния (SіОг), является пылью токсической. Попа­ дая в легкие человека, двуокись кремния растворяется и превра­ щается в кремнистую кислоту (НгБЮз). Человек, имеющий про­ должительный контакт с асбестовой пылью, заболевает тяжелой формой пневмокониоза, которая сопровождается уплотнением ткани легких. Это заболевание в медицине носит название асбестоза.

С учетом этих особенностей асбестовой пыли вентиляционные устройства в асбестовых цехах должны быть неотъемлемой час­ тью технологического оборудования. В интересах здоровья ра­ ботающих эксплуатация оборудования без вентиляции в Совет­ ском Союзе категорически запрещена.

Асбестовая пыль, выделяющаяся во время обработки воло­ кон, стремится подняться вверх. По минералогическим призна­ кам асбест относится к двум группам: 1) серпентиновой группе, куда входит хрпзотиловый асбест и пикролит, 2 ) к аморфной группе, включающей крокидолит (рпбекнт), амознт (гидрпт), антофнлпт — тремолит и актиноцит.

Хрпзотиловый асбест состоит из очень тонких шелковистых волоком, а аморфные асбесты в большинстве своем имеют жест­ кие и хрупкие волокна.

Различная степень жесткости волокон объясняется различ­ ным содержанием в асбесте химически связанной воды, а также различным составом минеральных примесей.

Наибольшее промышленное значение и применение имеет хрпзотиловый асбест. Слово «хризотил» происходит от греческих слов хризос (зелено-золотой) и тилос (волос-волокно). Следо­ вательно, в переводе на русский язык хризотил означает зелено­ золотое волокно. Его общая химическая формула обычно при­ нимается в виде

3 M$-2 S102-Hz0 .

Средний химический состав хризотилового асбеста в чистом виде характеризуется следующими цифрами: окись магния — 43,45%, окись кремния — 43,50%, вода— 13,05%.

Практически этот состав за счет различных включений и примесей может значительно изменяться. Так, например, ураль­ ский хрпзотиловый асбест Баженовского месторождения имеет

52

собен оасщепляться на бесконечное количество тончайших во­ локон. Посредством электронного микроскопа установлено, что предельная толщина волокон хризотилового асбеста Баженов­ ского месторождения около 0,2 мк. Длина волокна хризотплового асбеста очень разнообразна и колеблется от долей милли­ метра до десятков и сотен миллиметров. Основная же масса асбеста, применяемого в текстильной промышленности, имеет длину волокна 12—25 мм.

Асбест низших сортов, состоящий из волокон малой длины, содержит значительное количество пыли.

Поглощение влаги хризотиловым асбестом в интервале тем­ пературы 20—25° в зависимости от относительной влажности воздуха (96—97%) не превышает 3,5%.

Товарный хризотиловый асбест, полученный в результате обогащения асбестовой руды, подразделяется согласно ГОСТу 7—60 на асбест ручного обогащения и асбест механического обогащения, состоящий из смеси волокон различной длины и их агрегатов, так называемый распушеный асбест.

В смеси с асбестом в качестве проводника в технологическом процессе при выработке пряжи применяются в небольшом коли­ честве хлопок и искусственные волокна.

Хлопок — волокно. растительного происхождения. Его свой­ ства зависят от сорта и степени зрелости волокна. Волокно хри­ зотилового асбеста имеет трубчатую структуру с наименьшим диаметром волокна в 180 ангстрем.

К асбестовым цехам предъявляется ряд требований. Движе­ ние воздуха в рабочих помещениях должно быть по возможно­ сти небольшим. Так, в асбестовых предприятиях на рабочих местах допускается скорость воздуха не более 0,5 м/сек.

Выбрасываемый в атмосферу запыленный воздух должен от­ водиться по возможности выше окружающих сооружений или предварительно очищаться от пыли. Объем запыленного воздуха или газа, выпускаемого через одну трубу, не должен превышать 3500 м3/час при запыленности не более 100 мг/м3

Распространение пыли

Вопросами движения (распространения) мелкой пыли от разного рода укрытий пылящего оборудования занимались проф. С. Е. Бутаков и другие исследователи. Они убедились, что применяемые ими математические уравнения не поддаются ин­ тегрированию в общем виде. Поэтому задачу приходилось ре­ шать, упрощая начальные условия. Принималось, что направ-

53

ленне первоначального толчка совпадает с осью Х\ рассматри­ вались лишь горизонтальные составляющие движения пылинок, на которые сила тяжести влияния не оказывает, так как масса пылинок мала.

Нами использовалось уравнение [9]

к— коэффициент сопротивления;

р— плотность івоздуха, кГ сек2/м4; F — площадь мнделевого сечения, м2;

V — скорость движения пылинки, м/сек.

Коэффициент сопротивления принимается равным

Результаты исследования пыли из асбестотехнического материала

На Волжском заводе асбестотехиическнх изделий организо­ вано серийное производство тормозных накладок и колодок для автомобильного и железнодорожного транспорта. Накладки и колодки формуются прессами горячего формования из асбесто­ технического материала. Отформованные изделия поступают на участок для их механической обработки.

Обработка заготовок тормозных изделий с помощью враща­ ющегося абразивного круга широко используется в нашей про­ мышленности. Абразивы имеют различную форму и назначение. В зависимости от формы, материала и назначения изделия при­

•54

меняют абразивы: обдирочные, шлифовальные, точильные круги и круги для резки и т. п.

Для обработки заготовок на заводе применяются искусствен­ ные абразивные круги, которые состоят из массы зерен абра­ зивных материалов (корунд, карборунд и др.), удерживаемых связующим веществом.

При работе режущие грани зерен абразива, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью изделия, отделяют от нее пылип ки различных размеров. Кроме того, в процессе работы выкра­ шиваются острые грани абразивных зерен н истирается связу­ ющий состав, что вызывает дополнительное образование пыли.

Частицы пыли распространяются под влиянием центробеж­ ной силы и токов воздуха, создаваемых вращающимся абрази­ вом, II способны находиться в течение некоторого времени во взвешенном состоянии в воздухе пли промышленных газах.

Свойства пыли, образующейся при изготовлении асбестотсхпнческого материала, его транспортировке, пріг формовании и

.механической обработке изделий, изучены недостаточно. Поэто­ му нами были проведены детальные исследования по выявле­ нию особенностей и свойств пыли из указанного материала.

Форма, размеры и химические свойства пыли из асбестотсхпического материала определялись по стандартной методике с использованием микроскопов типа Мнп-8.

В результате выполненных исследований получены следую­

Из приведенных данных видно, что дисперсный состав пыли характеризуется наличием частиц с преобладающим размером 1—5 микрон. Такая пыль особенно опасна, так как опа легко проникает в альвеолы легких.

Частицы пыли размером больше 25 мк движутся преимуще­ ственно под влиянием сил инерции и тяжести, а размером мень­ ше 25 мк движутся под действием воздушных токов от вращаю­ щихся абразивных кругов. Форма пылинок из асбестотехниче­ ского материала для различных случаев его обработки различна: при резании изделия она приобретает продолговатую форму (рис. 17), а при шлифовании — округлую (рис. 18).

55

Глава IV

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАБОТЫ МЕСТНОЙ ОТСАСЫВАЮЩЕЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Общие сведения

Эксплуатация различных промышленных вентиляционных си­ стем и установок на химических предприятиях показывает, что не всегда достигаетсянадлежащая их эффективность и что во многих случаях это обусловливается недостаточным обтеканием рабочих органов или отводом воздуха из рабочих камер.

Неравномерный подвод или отвод потока в рабочих камерах различного рода укрытий является, как правило, следствием не­ достаточного учета законов аэродинамики при расчете движе­ ния газа в участках довольно сложных конфигураций, из кото­ рых в основном состоят установки и аппараты.

Основные причины недостаточного внимания к законам дви­ жения в сложных участках рабочих камер — это их малая изу­ ченность, особенно вопросов подвода и отвода потока по сече­ нию рабочих камер укрытий и аппаратов.

Учитывая актуальность и важность указанных вопросов для проектирования различных камер (укрытий), кожухов и аппара­ тов, а также для их расчета, нами произведены соответствующие исследования, результаты которых изложены в настоящей главе.

Практическое значение полученных результатов исследова­ ний заключается в том, что они могут служить основой для раз­ работки научно обоснованной методики удаления пылегазовых вредностей.

Аэродинамика газового потока в укрытии гидропресса

Для определения параметров потока газа в рабочей камере укрытия принимаем поток плоским. Если величина скорости по­ тока значительно меньше скорости звука, что практически всег­ да имеет место, то можно пренебречь влиянием сжимаемости газа и для определения линий тока и эквипотенциальных линий, которые характеризуют поток, достаточно найти комплексный потенциал течения.

Для поперечного сечения рабочей камеры, форма которой

57

изображена на рис. 19, комплексный потенциал течения пред­ ставляется выражением [32]

Здесь 21 — ширина отверстия, через которое происходит отса­ сывание газа;

а— расстояние от середины отверстия до левого кон­ тура потока газа (рис. 19);

п0 — скорость потока газа вблизи входного отверстия. Легко видеть, что сопряженная скорость потока удовлетво­ ряет точно граничным условиям па стенках ЕС, ДЕ, ЕА, FB. Точки В и С являются граничными для отверстия ВС, а по­ тому они являются точками разветвления комплексного потен­ циала. В них скорость потока обращается в бесконечность. Од­ нако обращение в бесконечность скорости в этих точках несу­ щественным образом искажает поток в точках, находящихся сравнительно недалеко от них. Дальше покажем, что поток газа

через выходное отверстие — величина конечная.

Сделаем естественное предположение, а несколько ниже до­ кажем, что при входе газа в рабочую камеру при открытых дверцах поток газа можно считать движущимся с равномерной скоростью. Для определения величины скорости потока на входе примем, что частицы вредности, которые витают в рабочей каме­

ре, не выходят за преде­

53