6.6. Промышленная вентиляция

Вентиляция предназначена для создания необходимого воздухооб­мена с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий и удаления из производственных помещений вредных паров, газов и пыли.

По месту действия вентиляционные системы подразделяются на об­щеобменные, местные и смешанные.

Общеобменные системы производят смену воздуха во всем объеме помещения, местные системы улавливают вредности в местах их выделе­ний и удаляют их из производственных помещений, смешанные являются сочетанием общеобменной и местной вентиляции.

По способу перемещения воздуха различают системы с естествен­ным побуждением (аэрация) и системы с искусственным побуждением (ме­ханическая вентиляция).

Определение необходимого воздухообмена

Необходимый воздухообмен систем общеобменной вентиляции опре­деляют из уравнений баланса расхода воздуха и баланса вредных выде­лений [2] .

Уравнение баланса расхода воздуха для производственного поме­щения имеет вид:

, (6.3)

где L_п - количество воздуха общеобменной приточной вентиляции;

L_y - то же для вытяжной вентиляции;

- расходы других приточных и вытяжных устройств, связанных с технологи­ческими процессами, местными отсосами и т.п.

Уравнение баланса вредных выделений имеет вид:

, (6.4)

где x - количество вредных выделений в помещение;

x_п, x_y - кон­центрация вредных выделений в воздухе общеобменной приточной и вы­тяжной вентиляции;

x_i, x_j - концентрации вредных выделений в воздухе других приточных и вытяжных устройств.

Для общеобменной вентиляции уравнения балансов принимают вид:

(6.5)

В случае равенства масс приточного и удаленного воздуха опре­деляется необходимый расход вентиляционного воздуха:

(6.6)

Воздухообмен, необходимый для обеспечения санитарных норм воз­духа рабочей зоны, определяют расчетом в зависимости от вида вред­ных выделений.

При наличии вредных паров и газов потребный воздухообмен опре­деляется по балансу вредных выделений (6.4), используя общую формулу (6.6):

, (6.7)

где L- количество подаваемого или удаляемого из производственно­го помещения воздуха в м³/час;

G_в.в.- количество вредных веществ, выделяющихся в помещении в мг/час;

К_ПДК- предельно-допустимая концентрация вредного вещества в мг/м³;

К_п- концентрация вредного пара или газа в приточном воздухе в мг/м³.

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе не должна превышать 30% предельно-допустимой концентрации данного вредного вещества в рабочей зоне, т.е. К_п0,3К_ПДК.

Если в подаваемом воздухе вредные вещества отсутствуют, то формула (6.7) упрощается:

, (6.8)

При наличии тепловых излучений в производственном помещении воздухообмен определяется по формуле:

,

где Q – интенсивность тепловых излучений в помещении;

С - теплоемкость воздуха, кДж/(кг С);

t_y - температура уда­ляемого воздуха, С;

t_п - температура приточного воздуха, С;

 - плотность воздуха, поступающего в помещение, кг/м³.

При защите от влаговыделений воздухообмен определяется в соот­ветствии с общим уравнением воздухообмена :

, (6.10)

где G_вп - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/час;

d_y - содержание влаги в воздухе, удаляемом из помещения, г/м³;

d_п - содержание влаги в наружном воздухе, поступающем в поме­щение, г/м³.

При одновременном выделении теплоты и влаги воздухообмен может быть определен как по теплоизбыткам, так и по влаговыделениям.

При одновременном выделении в помещение теплоты, влаги и вред­ных веществ производят расчет отдельно для каждого выделения, возду­хообмен в этом случае определяется как наибольшая величина.

Если в помещении количество вредных веществ не превышает преде­льно допустимую концентрацию, то воздухообмен (м³/ч) рассчитывает­ся в зависимости от количества работающих:

, (6.11)

где n - число работающих;

L_н - нормируемый расход воздуха на одного работающего, м³/ч.

При расчете учитывается также нормируемое значение объема по­мещения на одного работающего.

Для ориентировочных расчетов в случае отсутствия сведений о количестве выделяющихся вредных веществ определение количества воз­духа производят по кратности воздухообмена:

, (6.12)

где K_p - кратность воздухообмена - количество воздуха, подаваемо­го или удаляемого из производственного помещения в течение часа, отнесенное к объему помещения, 1/час;

V - объем помещения, м³.

Пример 6.1. В помещении объемом 400 м³ выделяется в час 0,8 кг паров растворителя - ацетона. Определить необходимый воздухооб­мен и его кратность.

Решение: предельно допустимая концентрация ацетона - 200 мг/м³ (таблица 6.2). Количество подаваемого свежего воздуха при этих данных должно составить:

Кратность воздухообмена находится по формуле:

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция подразделяется на аэрацию и неорганизо­ванный воздухообмен.

При неорганизованной естественной вентиляции воздухообмен осу­ществляется вытеснением теплого воздуха помещения наружным холодным воздухом через форточки, фрамуги, неплотности в притворах окон, две­рей, поры материалов наружных ограждений (инфильтрация).

Аэрация - это организованный естественный воздухообмен, осуще­ствляемый за счет естественных сил: теплового или ветрового давления.

Аэрация за счет ветрового давления происходит при торможении потока воздуха около здания, вследствие чего происходит преобразова­ние кинетической энергии движения в потенциальную энергию давления, в результате этого процесса на наветренных поверхностях здания воз­никают избыточные давления, а на подветренных сторонах - разрежение (рис. 6.1, а).

Величина наружного давления подсчитывается по формуле:

, (6.13)

где Р_а - атмосферное давление. Па;

V - скорость движения воздуха в м/сек;

 - плотность воздуха в кг/м³;

- динами­ческое давление, создаваемое ветром. Па;

К - аэродинамический коэффициент здания, определяемый опытным путем при продувке моделей здания в аэродинамической трубе.

Тепловое давление обрадуется при наличии разности температур, а следовательно, и разности плотностей воздуха внутри и снаружи помещения. Различие плотностей внутреннего и наружного воздуха обу­славливает появление разности давления. Эпюра разности давле­ний показана на рис. 6.1,6, из рассмотрения которой следует, что на определенной высоте здания находится плоскость, в которой разность давления воздуха снаружи и внутри помещения равна нулю. Эту плоскость принято называть плоскостью равных давлений.

Между уровнем центра нижнего проема и плоскостью равных давле­ний создается напор, под действием которого наружный воздух посту­пает в помещение:

, (6.14)

где h₁ - расстояние от центра нижнего проема до плоскости равных давлений, м;

_вн - средняя плотность воздуха в помещении, кг/м³, зависящая от средней температуры воздуха в помещении t_в.ср, опреде­ляемая по формуле:

, (6.15)

где t_р.з - температура воздуха в рабочей зоне;

t_y - температура воздуха, уходящего из помещения.

Температуру t_р.з принимают в соответствии с нормативными требо­ваниями, а температура уходящего воздуха определяется по формуле:

, (6.16)

где t - градиент изменения температуры воздуха по высоте помещения, t = 0,5 – 1,5 С/м;

Н - расстояние от пола до середины верхнего проема, м;

2 - высота рабочей зоны над полом, м.

Между плоскостью равных давлений и уровнем центра верхнего про­ема создается избыточное давление Р₂, под действием которого происходит вытяжка воздуха из помещения:

, (6.17)

где h₂ - расстояние от центра верхнего проема до плоскости равных давлений, м.

Полное тепловое давление, под действием которого происходит воздухообмен в помещении, равно сумме давлений Р₁ и Р₂.

(6.18)

При одновременном действии теплового и ветрового напоров необ­ходимо учитывать их суммарное воздействие.

В задачу расчета аэрации в конечном итоге входит определение необходимой площади сечений проемов, обеспечивающих требуемый воз­духообмен. Если потребный воздухообмен задан и составляет L м³/ч, то расчет выполняется в следующем порядке.

Подсчитывается величина полного теплового давления - Р_п. Определяется избыточное давление Р₁ на уровне нижнего проема, которое принимается обычно 25-40% от полного давления. Рассчитыва­ется скорость воздуха в нижних проемах:

, (6.19)

Находится площадь нижних проемов:

, (6.20)

где  - коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок и степени их открытия

( = 0,15 - 0,63).

Ориентировочно можно принимать:

 = 0,63 sin ,

где  - угол поворота створки, град.

Затем определяют величину избыточного давления на уровне цент­ра верхнего проема:

Р₂ = Р_п - Р₁

Аналогично находят скорость воздуха и площадь верхних проемов:

Пример 6.2. Исходные данные: необходимый воздухообмен для нор­мализации условий труда составляет 200000 м^З/час, Н =10 м - рас­стояние от пола до центра верхних проемов, h = 8 м - расстояние меж­ду центрами нижних и верхних проемов. Атмосферное давление равно 101300 Па. Наружная температура воздуха t_н =18С, воздуха рабочей зоны t_р.з =23С, температурный градиент в цехе t = 1,5С/м. Оп­ределить необходимую площадь нижних и верхних проемов.

Решение.I. Определяется температура уходящего воздуха:

.

2. Находится средняя температура воздуха в помещении:

.

3. Плотности воздуха (кг/м³), соответствующие температурам t_н, t_в.ср, t_y равны:

.

4. Определяется полное тепловое давление:

.

5. Избыточное тепловое давление на уровне центра нижнего проема принимается равным 30% от величины полного давления:

.

6. Определяется скорость воздуха в нижних проемах:

м/с.

7. Находится избыточное давление на уровне центра верхнего проема:

.

8. Определяется скорость воздуха в верхних проемах:

м/с.

9. Находится требуемая площадь нижних проемов, принимая коэффи­циент расхода воздуха  = 0,5:

.

Принимаем S₁ = 80 м².

10. Находится требуемая площадь верхних проемов:

.

Принимаем S₂ = 52 м².

Вентиляция с помощью дефлекторов

В производственных помещениях малого объема для удаления пере­гретого или загрязненного воздуха применяются вытяжные трубы или ша­хты, действие которых основано на использовании теплового давления.

Для повышения эффективности воздухообмена через вытяжные каналы на них устанавливают дефлекторы, которые дополнительно увеличивают эффект вытяжки за счет использования ветрового давления. Разработа­ны дефлекторы различных типов, но наиболее рациональными, получив­шими более широкое распространение, являются дефлекторы ЦАГИ (рис. 6.2). Круглый дефлектор ЦАГИ состоит из трубы 1, являющейся вытяж­ной шахтой, диффузора 2, необходимого для снижения сопротивления удаляемого воздуха, влагозащитного колпака 3, размещенного над диф­фузором, круглой обечайки 4, корпуса 5 и кронштейнов 6, соединяющих все элементы конструкции.

Соотношение высоты и диаметра круглой обечайки подобраны та­ким образом, что при обтекании наружной поверхности воздушным пото­ком внутри ее создается разрежение, способствующее более интенсив­ной вытяжке воздуха из помещения.

При расчете дефлекторов вначале определяют величину общего ра­зрежения в дефлекторе - Р_деф, представляющего сумму теплового и ветрового разрежений:

Затем находят скорость воздуха в шахтной трубе дефлектора:

где _деф - плотность воздуха в дефлекторе, кг/м³.

При известном воздухообмене L определяется требуемый диа­метр дефлектора:

Основным преимуществом естественной вентиляции является воз­можность осуществления воздухообмена с большой кратностью (Кр = 20 и более) без применения вентиляторов и затрат электроэнергии. Сис­тема аэрации значительно дешевле механической вентиляции и являет­ся мощным средством борьбы с избытками тепла в горячих цехах.

Недостаток аэрации заключается в том, что наружный воздух по­ступает в производственные помещения без очистки, а в холодное время года - без подогрева.

Механическая вентиляция

Механическая вентиляция устраняет недостатки естественной вен­тиляции и отличается от аэрации наличием специальных механических побудителей (вентиляторов, эжекторов), обеспечивающих напор воздуха и необходимый воздухообмен производственных помещений.

Механическая вентиляция выполняется в виде приточной, вытяжной и приточно-вытяжной.

Приточная вентиляция (рис.6.3) состоит из воздухозаборного ус­тройства I, вентиляционных каналов 2, фильтров 3, калориферов 4, вентилятора 5, приточных отверстий или насадок 6.

Приточная вентиляция обеспечивает подачу свежего воздуха в по­мещение, но создает избыточное давление в нем, по этой причине за­грязненный воздух может проникнуть через неплотности в соседнее по­мещение, поэтому приточную вентиляцию стараются применять для произ­водств со значительным тепловыделением, но малой концентрацией вред­ностей.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления из помещений нагретого или загрязненного воздуха и состоит (рис.6.3) из вытяжных отверстий или насадок 7, вентилятора 5, воздуховодов 2, устройств для очистки от пыли и вредных газов 8, устройств для выброса возду­ха 9.

При работе вытяжной вентиляции создается разрежение в помеще­нии и через неплотности соединений поступает как свежий воздух, так и воздух соседних помещений, поэтому в таких случаях эффектив­ность вентиляции будет зависеть от состояния воздушной среды сосед­них помещений.

Приточно-вытяжная вентиляция является наиболее эффективной си­стемой, обеспечивающей необходимый повышенный и особо надежный во­здухообмен.

Приточно-вытяжная вентиляция состоит из приточной и вытяжной вентиляционных систем, работающих одновременно (рис.6.3).

Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией состоит из приточ­ной и вытяжной вентиляций, соединенных воздуховодами 11 для возвра­та использованного воздуха. При использовании принципа рециркуляции достигается экономия расходуемой теплоты на нагрев воздуха в хо­лодное время года и на его очистку, однако применение рециркуляции не допускается, если в воздухе помещений выделяются вредные вещест­ва 1-го, 2-го, 3-го классов опасности, содержатся болезнетворные организмы, неприятные запахи или возможно увеличение концентраций взрывоопасных пылей и газов.

При использовании общеобменной приточно-вытяжной вентиляции воздух должен таким образом распределяться по помещению, чтобы не об­разовались невентилируемые, застойные зоны, поэтому расположение приточного и вытяжного отверстий относительно помещения имеет важ­ное практическое значение.

Различают четыре основные схемы организации воздухообмена (рис.6.4) при общеобменной приточно-вытяжной вентиляции: сверху -вниз, сверху - вверх, снизу - вверх, снизу - вниз. Первые две схе­мы (а, б) целесообразны при наличии теплоизбытков, т.к. приточный воздух проходит по всей высоте помещения, поглощает теплоту и при­ходит в рабочую зону подогретым, создает слабые вторичные токи, благоприятные для самочувствия работающих.

Вторые две схемы (в, г) целесообразны, когда температура приточ­ного воздуха в холодный период года выше температуры внутреннего воздуха; кроме того, схемы позволяют более эффективно очищать ра­бочую зону от различных вредных выделений.

Местная вентиляция применяется для улавливания и удаления вред­ных выделений в месте их образования, предотвращая их распростране­ние по всему производственному помещению. Местная вентиляция выпол­няется вытяжной - в виде различных отсасывающих устройств, или при­точной - в виде воздушных завес, душей и оазисов.

Конструкции местных отсосов (рис.6.5) выполняются закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективными являются эакрытые конструкции. К ним относятся (кожухи, камеры, боксы). К полуот­крытым и открытым отсосам относятся: вытяжные шкафы, зонты, борто­вые отсосы, всасывающие панели и отсосы витринного типа.

Количество воздуха, удаляемого из приемников местной вентиля­ции, определяется по формуле:

, (6.21)

где F - площадь различных конструктивных элементов (проемов, отвер­стий, щелей), через которые засасывается воздух, м²;

V - ско­рость воздуха, м/сек.

При выборе отсасывающих устройств и скорости подсоса воздуха необходимо учитывать токсичность, температуру вредных выделений и другие факторы.

Аварийная вентиляция устраивается в производственных помещениях, где возможно внезапное аварийное поступление больших количеств ток­сичных или взрывоопасных веществ. Аварийная вентиляция проектирует­ся только вытяжной системой, для которой назначается высокая крат­ность воздухообмена (от 8 до 15).

Время, в течение которого концентрация вредных веществ снизит­ся до уровня ПДК при включении аварийной вентиляции, определяется по формуле:

, (6.22)

где m = G_а/G_н - отношение количества вредных веществ, выделя­ющихся при аварии G_а к их количеству при нормальном процессе G_н;

n = К_ра/К_рн - отношение кратности аварийной вентиля­ции и кратности при нормальной работе.

Кондиционирование воздуха

Наиболее совершенной системой вентиляции является система кон­диционирования воздуха.

Установка кондиционирования - это вентиляционная установка, которая создает и автоматически поддерживает (приборами автоматиче­ского регулирования) внутри производственных помещений независимо от наружных метеорологических условий заданные параметры воздушной среды (температуру, влажность, чистоту воздуха, скорость движения воздуха).

Кондиционеры подразделяются на центральные (для обслуживания нескольких помещений) и местные (для обслуживания небольших помеще­ний), а также на установки полного или частичного кондиционирования, в которых обеспечивается оптимальное поддержание либо всех, либо некоторых метеорологических параметров.

Схема кондиционера, работающего с частичной рециркуляцией, при­ведена на рис.6.6. При работе вентилятора 8 в камеру смешения 1 поступает наружный воздух и частично из помещения (при работе в ре­жиме с рециркуляцией) очищается в фильтре 2. В холодный период года подогревается в калорифере 3, а в теплый период года охлаждается и увлажняется в камере 5 с помощью форсунок 6. После отделения ка­пель в каплеотделителе 4 температура и влажность воздуха доводится с помощью калорифера 7 до нормативных значений.

Кондиционирование требует больших затрат по сравнению с обыч­ной вентиляцией, однако эти затраты окупаются за счет повышения про­изводительности труда и снижения заболеваемости.

Конструктивные элементы механической вентиляции

Механическая вентиляция является сложной механической системой и состоит из следующих основных элементов: воздухозаборных устройств, вентиляционных каналов (воздуховодов), побудителей движения воздуха по вентиляционной сети, пылеулавливающих устройств, ка­лориферов, увлажнителей, устройств для очистки вытяжного вентиля­ционного воздуха.

Воздухозаборные устройства обеспечивают поступление чистого атмосферного воздуха, не загрязненного пылью, вредными парами и газа­ми, и выполняется в виде шахт или пристенных коробов. Сечения шахт­ных устройств проектируются с учетом обеспечения оптимальной скорос­ти движения воздуха: 4-12 м/сек., в каналах 2-6 м/сек.

Вентиляционные каналы (воздуховоды) предназначены для передви­жения воздуха от воздухозаборных устройств до производственного по­мещения и могут иметь различные формы сечения и изготавливаться из материалов, выбор которых зависит от транспортируемой среды с уче­том требований взрывопожарной безопасности.

При движении воздуха по вентиляционным каналам часть кинетичес­кой энергии расходуется на преодоление сопротивления трения и мес­тных сопротивлений.

Общая потеря давления в воздуховоде Р равна:

(6.23)

Потеря на трение в круглом воздуховоде. Па:

, (6.24)

где ;

l - длина воздуховода, м;

V - ско­рость воздуха, м/сек.;

 - коэффициент сопротивления трению;

R - удельная потеря давления на трение, Па.

Для определения можно использовать формулу:

, (6.25)

где К - абсолютная шероховатость, мм (для технически гладких труб К = 0,1 мм);

d - диаметр, мм;

Re - число Рейнольдса.

Потери давления на местные сопротивления:

, (6.26)

где  - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участ­ке.

Побудителями движения воздуха по вентиляционным каналам явля­ются вентиляторы и эжекторные установки.

Вентиляторы применяют двух видов: осевые и центробежные. По развиваемому напору они подразделяются на вентиляторы низкого дав­ления, развивающие напор до 1 кПа, вентиляторы среднего давления - до 3 кПа, вентиляторы высокого давления - 3-12 кПа.

Осевые вентиляторы компактны, просты в конструкционном отноше­нии, имеют возможность регулирования производительности путем пово­рота лопаток колеса, имеют коэффициент полезного действия, равный 0,5-0,7. К недостаткам осевых вентиляторов относятся малый напор и повышенный шум.

Центробежные вентиляторы применяются для перемещения больших объемов воздуха, в котором содержатся пыль и различные механические примеси. Центробежные вентиляторы способны преодолевать значительные сопротивления, но имеют КПД в пределах 0,5-0,6.

Полное давление, развиваемое вентилятором, должно быть боль­ше суммы всех потерь давления во всей вентиляционной сети.

Мощность, потребляемая вентилятором, находится по формуле, кВт:

, (6.27)

где L - воздухообмен в м^З/час;

Н - напор, развиваемый вентилятором, Па;

_в - КПД вентилятора;

_п - КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору.

Эжекторные установки также являются побудителями движения воз­духа в вентиляционных каналах и применяются для удаления из помеще­ния легковоспламеняющихся или взрывоопасных газов и пыли. Схема эжекторной установки показана на рис. 6.7.

Принцип работы эжектора состоит в том, что высоконапорная струя газа или пара, подаваемая в камеру смешения эжектора, создает раз­режение, которое и подсасывает загрязненный воздух. Общая смесь за­грязненного и эжектирующего воздуха через диффузор выбрасывается в атмосферу.

Эжекторные установки просты по конструкции, не имеют движущих­ся механических элементов, взрывобезопасны, но имеют низкое значение коэффициента полезного действия - 0,12-0,25.

В вентиляционных системах применятся очистка воздуха от пыли и вредных веществ как при его подаче, так и удалении из производст­венного помещения. В зависимости от остаточной концентрации пыли очистку воздуха принято разделять на грубую, среднюю и тонкую. При грубой очистке конечная концентрация пыли превышает 50 мг/м³, при средней составляет 40-50 мг/м³, при тонкой очистке конечная концентрация пыли не может быть выше 1-2 мг/м³.

Пылеулавливающие устройства, в зависимости от способов улавли­вания пыли, делятся на следующие виды:

а) гравитационные или пылеосадительные камеры;

б) инерционные пылеуловители (жалюзийные и ротационные пылеуло­вители, циклоны);

в) матерчатые и слоистые фильтры;

г) орошаемые или влажные фильтры;

д) электрофильтры.

Эффективность работы пылеулавливающих устройств оценивается с помощью технико-экономических показателей:

1. Коэффициентом очистки, представляющим собой отношение массы пыли, уловленной аппаратом - m_ул, к массе поступившей в него пы­ли - m_вх.

(6.28)

2. Фракционным коэффициентом очистки (%), который отражает эффективность пылеулавливания устройства в зависимости от фракцион­ного состава пыли:

, (6.29)

где Ф_вх, Ф_вых - фракционный состав пыли в воздухе соответственно на входе и выходе пылеуловителя, %;

_ - суммарный коэффициент при наличии многоступенчатой очистки пыли.

При многоступенчатой очистке воздуха в нескольких аппаратах, установленных последовательно, суммарный коэффициент очистки возду­ха находится по формуле:

, (6.30)

где ₁ … _n - эффективность пылеулавливания в каждой ступени ус­тройства.

3. Производительностью (м^З/час) или пропускной способностью аппарата, т.е. объемом воздуха, который фильтр способен очистить от пыли в единицу времени.

4. Гидравлическим сопротивлением устройства, представляющим со­бой разность давлений на входе и выходе из него:

5. Расходом электроэнергии (в кВт/ч на 1000 м^З воздуха).

6. Стоимостью очистки 1000 м^З воздуха.

В гравитационных пылеосадительных камерах (рис.6.8) отделе­ние частиц пыли от общего потока воздуха происходит под действием силы тяжести.

Геометрические размеры камеры выбираются из условия обеспе­чения ламинарного режима течения и времени пребывания частиц, в течение которого они успели бы осесть на дно устройства.

При этих условиях длина и высота камеры определяется по форму­ле:

, (6.31)

где l - длина камеры, м;

h - высота камеры, м;

V_г - скорость движения газов внутри камеры, м/с;

V_п - скорость осаждения частиц пыли, м/с.

Эффективность гравитационных камер увеличивается, если в них предусмотрены перегородки, увеличивающие время пребывания частиц в устройстве (рис.6.8).

Пылеосадительные камеры, как правило, устанавливают на первой ступени пылеулавливающей системы при больших концентрациях пыли; это аппараты грубой очистки воздуха: их эффективность составляет 50-60%, кроме того улавливаются частицы крупнее 40-50 мкм.

В циклонах (рис.6.9) пыль отделяется от воздуха под действием центробежной силы, возникающей при вращении воздушного потока:

, (6.32)

где m - масса частицы, кг;

V - скорость воздуха, м/с;

R - радиус поперечного сечения корпуса циклона, м.

Эффективность пылеулавливания циклонов составляет 80-90%. Для очищения больших объемов воздуха циклоны объединяют в группы или применяют батарейные циклоны.

Матерчатые фильтры нашли широкое применение как пылезадерживающие устройства. На рис.6.10 показан рукавный фильтр с механичес­ким встряхиванием. Накапливающаяся на рукаве пыль играет роль филь­трующего слоя, повышая эффективность очистки фильтра. Обычно изго­тавливаются многослойные фильтры.

При очистке пыли лишь одна секция отключается от сети для очистки, а остальные продолжают работать. Эффективность пылеулавли­вания рукавных фильтров высока - 95-99%.

Бумажные фильтры (рис.6.11) применяются для тонкой очистки от пыли. В качестве фильтрующего материала применяется тонкая порис­тая бумага особого качества. Листы бумаги, сложенные в несколько слоев, крепятся в кассеты, которые образуют ячейки.

Орошаемые фильтры представляют собой (рис.6.12) насадки из фарфоровых колец или гравия, смачиваемых жидкостью. В таком фильтре запыленный воздух движется навстречу потоку орошаемой жидкости.

Электрические фильтры (рис.6.13) имеют высокую эффективность от 96 до 99,9% при улавливании мелкодисперсных частиц пыли, сажи и тумана. Принцип их работы основан на явлении ионизации в межэлектро­дном пространстве. Под действием наведенного электрического поля высокого напряжения частица, получившая заряд у коронирующих электродов 1,2, стремится осесть на осадительные электроды 3,4 про­тивоположного знака.

Для очистки отходящих промышленных газов от вредных веществ используют ряд физико-химических методов: абсорбцию, адсорбцию, хемсорбцию, высокотемпературное дожигание, каталитическое дожигание.

Абсорбция - это поглощение газообразных примесей различными жид­костями в специальных аппаратах - абсорберах.

При адсорбционных методах очистки происходит селективное извле­чение вредных примесей из газов твердыми поглотителями - адсорбентами.

Хемсорбция заключается в промывке очищаемого воздуха раство­рами, вступающими в химическую реакцию с газообразными вредными примесями, содержащимися в воздухе.

Высокотемпературное дожигание проводится при температуре 800-1100С и используется, например, для обезвреживания продуктов сгорания ракетных двигателей, в которых окислитель или горючее находятся в избытке. Для дожигания смесей с избытком горючего в зону горения подводят воздух или кислород, а при дожигании смесей с избытком окислителя – природный газ.

Каталитическое дожигание применяют для нейтрализации газов, содержащих небольшое количество горючих продуктов, и осуществляют при сравнительно низкой температуре 250-б00С, но в присутствии ка­тализаторов (платины, никеля, меди и др.).

Принципиальная схема установки каталитического сжигания приве­дена на рис. 6.14.

Очищаемые газы через входной патрубок 1 поступают в циклон 2, где освобождаются от взвесей. В теплообменнике 3 газы предваритель­но нагреваются теплом очищенных газов. В подогревателе 4 газ допол­нительно нагревается до температуры начала реакции. Каталитическое сжигание примесей происходит в контактном аппарате 5, после которо­го очищенные газы проходят теплообменник 3 и выбрасываются в атмо­сферу.

Средства индивидуальной защиты от вредных веществ и тепловых излучений

В условиях производства возможны отклонения параметров воздуш­ной среды от нормативных значений (например, при возникновении ава­рии или других ситуациях). В таких случаях необходимо применять средства индивидуальной защиты.

Для защиты от тепловых излучений применяется воздухо- и влагопроницаемая одежда, обладающая теплозащитными свойствами.

Защита органов дыхания человека от пыли и других вредных веще­ств осуществляется фильтрующими и изолирующими средствами.

Фильтрующие устройства делятся на три группы: противопылевые (противоаэрозольные) маски и респираторы; противогазовые респирато­ры и противогазы; универсальные респираторы и противогазы, защища­ющие от одновременного присутствия в воздухе аэрозолей, вредных па­ров и газов.

К изолирующим устройствам, защищающим человека, относятся шланговые и кислородные дыхательные аппараты.

Шланговые средства индивидуальной защиты обеспечивают защиту человека, находящегося в агрессивной среде, путем подачи чистого атмосферного воздуха, а также созданием избыточного давления в за­щитном костюме, предотвращающим проникновение вредных веществ.

Кислородные аппараты обычно применяются в условиях проведения аварийных или спасательных работ.

Респираторы изготавливаются в виде фильтрующих масок (ШБ-1 "Лепесток", У-2К и др.) или в виде патронных респираторов ("Астра-2", Ф-62Ш и др.).

Фильтрующие противогазы обеспечены различными фильтрующими ко­робками в зависимости от вида вредных веществ.

Для защиты от вредных веществ применяется кислотозащитная, пы­лезащитная и ядохимзащитная спецодежда.

Для защиты глаз от воздействия вредных веществ применяются специальные герметичные очки различной конструкции. При электросва­рочных и газосварочных работах для защиты глаз от ультрафиолето­вых и инфракрасных лучей применяются светофильтры, закрепленные в щитках или масках, которыми пользуются сварщики во время работы.

Защита тела человека от мелких осколков, капель ядовитых жидкостей осуществляется применением спецодежды, спецобуви, головных уборов и рукавиц, изготовленных из брезентовых, шерстяных, резино­вых и полихлорвиниловых тканей.

Средства индивидуальной защиты имеют очень большое значение для предотвращения отравлений и травматизма на предприятиях.