6.3. Определение газо- и паровыделений

В производственных помещениях могут быть самые различные источники газо- и паровыделений. В первую очередь сюда следует отнести: выделения со свободной поверхности жидкостей; утечку через неплотности аппаратуры и трубопроводов; выделения продуктов сгорания при сжигании топлива и при работе автомобильных двигателей; выделения при различных технологических операциях (окраске, гальванизации, травлении металлов, сварке). Количество паров М_исп, кг/ч, испаряемых со свободной поверхности жидкости в окружающий воздух, определяется зависимостью

M_исп =0.93k_tD(c­_пов - с_окр)L^kb^0.1Fj^-0.9, (44)

где k_t - коэффициент, зависящий от разности температур Dt, ⁰С, поверхности жидкости и окружающего воздуха:

Dt, ⁰С 10 20 30 40 50

k_t 0.61 0.58 0.54 0.48 0.44

с_пов, с_окр - концентрация паров вещества соответственно на поверхности раствора и в окружающем воздухе, кг/м³, определяемая по их парциальным давлениям зависимостью:

c = M_mpr_в/[29.2(B - p)], (45)

где М_m - молярная масса вещества, кг/кмоль (табл. 8); р - парциальное давление паров вещества, Па (см. табл. 8); r_в - плотность воздуха, кг/м³; L - расход воздуха в местном (бортовом) отсосе, м³/ч; k - коэффициент местного отсоса, принимаемый при работающем отсосе равным 0.9, при неработающем отсосе k = 0; b - характерный размер (ширина ванны) поверхности испарения, м; j - пространственный угол подтекания воздуха к местному отсосу (при отсутствии местного отсоса j = 1, для отсоса у стены j = 0.5p, для отсоса у ванны, расположенной рядом с ванной, не имеющей отсоса j = p, для отдельно стоящей ванны j = 1.5p).

Коэффициент диффузии пара в воздухе D, м²/ч, зависящий от температуры жидкости Т_ж, К, и барометрического давления В, кПа, определяют по формуле

D = D₀(T_ж/293)²101.325/B, (46)

где D₀ - коэффициент диффузии при нормальных условиях, м²/ч (см. табл. 9).

Таблица 8. Молярная масса и парциальное давление р насыщенного пара

некоторых жидкостей при температуре 20⁰С

Жидкость	М, кг/кмоль	р, Па	Жидкость	М, кг/кмоль	р, Па
Этиловый эфир	88	5720	Хлорбензол	112	532
Ацетон	58	3720	Нитробензол	124	40
Этиловый спирт	46	2000	Анилин	93	40
Бензол	78	2000	Ртуть	207	0.16
Дихлорэтан	98	2000	Серная кислота	98	0.01
Амиловый спирт	88	532	Щелочь NaOH	40	0
-	-	-	Щелочь KaOH	56	0

Таблица 9. Коэффициент диффузии D₀ при температуре 20 ⁰С

Вещество	D0, м2/ч	Вещество	D0, м2/ч
Водяной пар	0.0754	Пары аммиака	0.071
Хлористый водород	0.047	Пары спирта	0.036
Цианистый водород	0.062	Пары эфира	0.028
Пары азотной кислоты	0.033	Пары бензола	0.027

Коэффициент диффузии для любых газов и паров может быть определен по закону Грэхема, согласно которому в одинаковых условиях скорости диффузии газов D₁ и D₂ обратно пропорциональны их молярным массам M_m1 и M_m2, т.е.

D₁/D₂ =(M_m2/M_m1)^0.5. (47)

При избыточном давлении в оборудовании или трубопроводе р более 0,02 МПа количество истекающего через неплотности газа М_г, кг/ч можно определить по формуле Н.Н. Репина:

M_г = 1.5К_дV(M_m/T)^0.5, (48)

где К_д - коэффициент, зависящий от давления газа в оборудовании (при давлении р < 4 МПа К_д = 0.18: при р > 4МПа К_д = 0.33); V - внутренний объем аппарата или трубопровода, м³; Т - абсолютная температура газов или паров, К.

6.3.1. Газовыделения при различных способах сварочных работ можно определить по данным работы [16] и таблицы 12.

6.3.2. Газо- и паровыделения при гальванизации изделий определяются следующим образом. Объем выделенного при электролизе водорода V_H, л/ч, может быть определен по формуле

V_H = 0.418×I×(1 - c)t_p, (49)

где I - сила тока, А; с - коэффициент, учитывающий выход по току основного вещества (табл. 10); t_p - относительное, доля единицы, время работы оборудования (ванны).

Объем водорода в реальных условиях равен

V_Hp = V_H(273 + t_ж)101.325/(273×В). (50)

Массу вредных веществ, поступающих в воздух помещения при

Таблица 10. Коэффициент с учета выхода по току металла при

электрохимических процессах

Металл	Значение с	Металл	Значение с
Цинк из ванн:		Медь из ванн:
- кислых	0.96	- кислых	1.0
- цианистых	0.80	- цианистых	0.6
Кадмий из ванн:		Никель	0.98
- кислых	0.95	Хром	0.13
- цианистых	0.90	Железо	0.95
Олово из ванн:		Свинец, серебро	1.0
- кислых	0.90	Золото	0.7
- щелочных	0.65	Индий	0.7
-	-	Палладий	0.9

различных технологических процессах гальванического производства определяют по справочным и нормативным данным (см., например [12, табл. 8.1; 13]).

В термическом производстве при цианировании изделий цианистый водород поступает в помещение через неплотности в укрытиях агрегатов из расчета 6 г/ч на один агрегат. В помещениях для хранения аммиака через неплотности арматуры может поступать 0.015 г/ч аммиака на один баллон, а в помещениях испарителей - 27 г/ч на каждый испаритель.

При сжигании в технологическом оборудовании газообразного, твердого и жидкого топлива с отводом продуктов сгорания в дымовую трубу часть этих продуктов прорывается в помещение. Количество оксида углерода СО или сернистого газа SO₂, которые в этом случае поступают в помещение, определяют по формуле

М_г = m_гВ_т, (51)

где М_г - количество газа, поступившего в помещение, г/ч; m_г - количество вредных выделений, образующихся при сжигании 1 кг топлива (табл. 11), г/кг; В_т - расход сжигаемого топлива, кг/ч.

Таблица 11. Количество вредных веществ, поступающих в помещение

при сжигании топлива

Производства и оборудование	Содержание mт, г/кг
	CO	SO2
Термическое производство заводов тяжелого машиностроения. Нагревательные печи, работающие: на природном газе на мазуте	3.8 4.8	- 3.1
Термическое производство заводов автотракторных и инструментальных. Нагревательные печи, работающие: на природном газе на мазуте	24 12	- 6.0
Сварочное производство. Печи отжига, работающие: на природном газе на мазуте	8.5 7.8	- 5.0
Кузнечное производство. Нагревательные печи, работающие: на природном газе на мазуте	7.0 7.0	- 5.2
Прессовое производство. Нагревательные печи, работающие: на природном газе на мазуте	3.0 3.0	- 2.2