Очистка от вредных веществ атмосферы и воздуха рабочей зоны доклад

Обновлено: 30.06.2024

Чистый воздух необходим для человека и его жизнедеятельности. Любое его загрязнение негативно влияет на здоровье людей, а также окружающую среду.
Атмосферное загрязнение представляет собой наличие в воздушной среде газов и аэрозолей, отрицательно влияющие на живые организмы. Такой вред влечет за собой большие затраты на создание мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферы.
На сегодняшний день эта проблема имеет международный характер и стала общей для всех стран нашей планеты. Наибольшее загрязнение вредными веществами можно встретить в высокоразвитых странах, где больше всего развита промышленность и сельское хозяйство.
Главной целью данной работы является изучение методов очистки от вредных веществ, таких как газы и аэрозоли.
К основным задачам относятся:
- изучение общей характеристики способов очистки воздуха от вредных веществ;
- анализ методов очистки воздуха от газов и рассмотрение их установок;
- анализ методов очистки воздуха от аэрозолей и рассмотрение их установок.
Данный реферат состоит из: введения, основной части, трех разделов, заключения, списка литературы.
Опасностью для окружающей среды являются выбросы, которые сопровождают металлургические процессы.
На предприятиях, где происходит производство цветных металлов, выделяются вредные примеси, которые образовались при сжигании топлива.
Существует огромное количество и видов веществ, которые загрязняют внешнюю среду. Такое содержание настолько выросло, что природа сама не может самостоятельно естественным путем избавиться от вредных веществ.
Получается, что человеку необходимо постоянно следить за состоянием атмосферы Земли, чтобы снизить количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух.

I ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Основная характеристика способов очистки воздуха от вредных веществ
На сегодняшний день существуют множество разных методов очистки воздуха от вредных веществ. С целью предотвращения неблагоприятных воздействий вредных веществ таких как, газы и аэрозоли, на человека, а также окружающую среду, применяют:
- максимальную герметизацию источников выделения вредных веществ;
- вентиляцию;
- автоматизацию и механизацию технологических процессов;
- контроль количества вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сроки, которые устанавливает госсанэпидемнадзор;
- для работающих средства индивидуальной защиты органов дыхания, кожного покрова.
Наиболее распространенным способом предотвращения вредных веществ является вентиляция.
Рассмотрим классификацию систем вентиляции на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Классификация систем вентиляции
Вентиляция обеспечивает нормализацию воздушной среды в помещении.
Работа системы вентиляции контролируется показателем, который называется кратностью воздухообмена, К, [1/час]
К=VVп, где (1.1)
V – количество воздуха, которое удаляется из данного помещения в течение часа, [м3/ч];
Vп – объем помещения, [м3]
Вентиляция заключается в организованном воздухообмене, который направлен на удаление из помещения воздуха. Такой воздух загрязнен избыточным теплом и вредными веществами. [1]

Методы очистки воздуха от газов. Сооружения и установки
Рассмотрим основные методы очистки воздуха от газов:
а) абсорционный метод
Абсорционный метод представляет собой процесс поглощения газа жидкостью при растворении или при проведении химических реакций.
Различают полную (растворение газа происходит полностью) и частичную (растворение газа частично). На степень абсорбции оказывают влияние химические факторы (в зависимости от пита поглощающей жидкости) и физические факторы (температура, давление в рабочей камере).
Процесс абсорции осуществляют в абсорберах. Это устройство представляет собой вертикальный корпус с тарельчатыми насадками, расположенными внутри, на которую направляют жидкость. При взаимодействии газа с жидкостью происходит его абсорбирование. Затем уже очищенный воздух выводят в атмосферу. На рисунке 1.2 показан абсорбер с тарельчатыми насадками.

Рисунок 1.2 – Абсорбер с тарельчатыми насадками
Наиболее применяемыми абсорберами являются насадочные и тарельчатые абсорберы. При эффективном использовании водных абсорбционных сред удаленный компонент должен хорошо растворяться в абсорбционной среде, а также наиболее часто взаимодействовать с водой. Данное условие характерно для очистки газов от соляной, фторной кислот, аммиака. Абсорбция газов с наименьшей растворимостью – для очистки газов от хлора, сероводорода, оксида серы. Здесь добавляют в качестве химических реагентов NaOH, Ca(OH)2 для улучшения эффективности абсорбции.
б) Адсорбционный метод
Адсорбция является процессом поглощения газа из воздушного потока с помощью твердого вещества (адсорбент). В виде адсорбентов применяют активированный уголь и оксидные адсорбенты.
Активированный уголь считается нейтральным по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. АУ является менее селективным по сравнению с другими адсорбентами, а также пригодным для работы во влажных газовых потоках.
Оксидные адсорбенты имеют высокую селективность по отношению к полярным молекулам, т к они имеют неоднородное распределение электрического потенциала. Если присутствует влага, то эффективность таких адсорбентов снижается.
К основным способам процессов адсорбционной очистки относятся:
- процесс десорбции после адсорбции и извлечение уловленных компонентов для следующего применения. Данным способом улавливаются различные растворители, сероуглерод, примеси;
- термическое или каталитическое дожигание примесей при очистке отходящих газов. Такой способ считается более экономичным при низких концентрациях загрязняющих веществ;
- после процесса очистки адсорбент не регенерируют, а направляют на сжигание с хемосорбированным загрязнителем. В этом процессе используют дешевые адсорбенты.
На качество очистки газа влияет исходный материал, адсорбент, а также физические показатели – температура и давление. Для данного процесса наиболее благоприятным считаются условия при низкой температуре и высоком давлении в рабочей камере.
Адсорбционная установка представляет собой аппарат для очистки воздуха с помощью процесса адсорбции (емкость, заполненная адсорбентом). Сначала загрязненный поток газа направляют под давлением на рабочую поверхность. Затем очищенный газ выводят по патрубку в верхнюю часть аппарата. Следует не забывать, что адсорбер может поглощать в ограниченном количестве, т к со временем начинает забиваться. Для эффективности непрерывной работы существуют сдвоенные адсорбционные установки. Они представляют собой две емкости, работающие поочередно: в одной емкости происходит очищение газа, в другой – регенерация адсорбента, и наоборот.
На рисунке 1.3 изображена сдвоенная адсорбционная установка.

Рисунок 1.3 – Сдвоенная адсорбционная установка [2]
в) термическое дожигание
Процесс термического дожигания заключается в очистке газа за счет термической обработки. Данный метод считается простым и действенным, но имеющий недостатки, т к при горении происходит выделение углекислого газа, оксида серы, хлористого водорода и оксида азота.
Для полной очистки необходимы дополнительные очистные средства

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Методы очистки воздуха на промышленных предприятиях

В этой статье мы кратко рассмотрим способы очистки атмосферного воздуха, которые применяются в промышленности, классифицируем и дадим их краткое описание.

История глобального загрязнения

Всю свою промышленную историю человечество в той или иной мере загрязняло окружающую среду. Причем, не стоит думать, что загрязнение — изобретение 19-20 века. Так уже в 13-14 веке китайские литейщики серебра хана Хубилая сжигали колоссальное количество дров, тем самым загрязняя землю продуктами горения.Причем, по оценкам археологов, скорость загрязнения была в 3-4 раза больше, чем в современном Китае, который, как известно, не ставит экологичность производства на первое место.

Однако, после промышленной революции с появлением промышленного районирования, развития тяжелой промышленности, роста потребления нефтепродуктов, загрязнение природы, и в частности атмосферы стало глобальным.

Динамика выброса углерода в атмосферу

К концу 20 века, по крайней мере в развитых странах, пришло осознание необходимости очистки воздуха, и понимание того, что от экологии зависит благополучие не только отдельных стран, но и человека как вида.

Началось глобальное движение за законодательное ограничение выбросов в атмосферу, что в итоге было закреплено в Киотском протоколе (был принят в 1997), который обязывал подписавшие страны квотировать вредные выбросы в атмосферу.

Помимо законодательства совершенствуются также и технологии — сейчас благодаря современным устройствам для очистки воздуха можно улавливать до 96-99% вредных веществ.

Законодательное обоснование применения систем очистки воздуха на промышленных предприятиях

Виды и меры наказания для нарушителей экологического права содержится в Гражданском и Трудовом кодексе РФ.

В случае загрязнения воздуха, следующие наказания предусмотрены для нарушителей:

За выброс вредных веществ в атмосферу устанавливаются штрафы: для предпринимателей от 30 до 50 тысяч рублей, для юридических лиц — от 180 до 250 тысяч рублей.

За нарушение условий специального разрешения на выброс вредных веществ устанавливается штраф для юридических лиц от 80 до 100 тысяч рублей.

Области применения систем очистки воздуха

Средства для очищения воздуха в том или ином виде есть на каждом промышленном производстве. Но особенно они актуальны для:

Предприятий металлургической сферы, которые выбрасывают в атмосферу:

черная металлургия — твердые частицы (сажа), оксиды серы, оксид углерода, марганец, фосфор, пары ртути, свинец, фенол, аммиак, бензол и т.д.

цветная металлургия — твердые частицы, оксиды серы, оксид углерода, другие токсичные вещества.

Горно обогатительных комбинатов, которые загрязняют атмосферу сажей, оксидами азота, серы и углерода, формальдегидами;

Нефтеперерабатывающих комплексов — в процессе работы выбрасывают в атмосферу сероводород, оксиды серы, азота и углерода;

Химических производств, которые выбрасывают высокотоксичные отходы — оксиды серы и азота, хлор, аммиак, фторовые соединения, нитрозные газы и т.д.;

Предприятий энергетики (тепловых и атомных электростанций) — твердые частицы, оксиды углерода, серы и азота.

Задачи, которые выполняют системы воздухоочистки

Основные задачи любой системы очистки атмосферного воздуха на предприятии сводятся к:

Улавливанию частиц — остатков продуктов горения, пыли, аэрозольных частиц и т.д. для их последующей утилизации.

Отсеиванию посторонних примесей — пара, газов, радиоактивных компонентов.

Улавливанию ценных частиц — отсеивание от основной массы частиц, сохранение которых имеет экономическое обоснование, к примеру оксидов ценных металлов.

Классификация основных методов очистки воздуха

Стоит сразу отметить, что универсального способа не существует, поэтому на предприятиях нередко используются многоступенчатые методы очистки воздуха, когда применяется несколько способов для достижения лучшего эффекта.

Виды очистки воздуха можно классифицировать как по способу работы:

Химические методы очистки загрязненного воздуха (каталитическиее и сорбционные методы очистки)

Механические методы очистки воздуха (центробежная очистка, очистка водой, мокрая очистка)

Физико-химические методы очистки воздуха (конденсация, фильтрование, осаждение)

Так и по тому типу загрязнения:

Аппараты для очистки воздуха от пылевогозагрязнения

Аппараты для очистки от газового загрязнения

Теперь рассмотрим сами методы.

Основные способы очистки воздуха от взвешенных частиц

Осаждение — посторонние частицы отсеиваются от основной массы газа за счет воздействия определенной силы:

Инерционных сил в аппаратах-циклонах, в инерционных пылеуловителях в механических сухих пылеуловителях.

Примеры пылеосадительных камер

Фильтрование — посторонние частицы отсеиваются при помощи специальных фильтров, которые пропускают основную массу воздуха, но задерживают взвешенные частицы. Основные типы фильтров:

Рукавные фильтры — в корпусе таких фильтров расположены рукава из ткани (чаще всего используется орлон, байка или стекловолоконная ткань), через которые проходит поток загрязненного воздуха из нижнего патрубка. Грязь оседает на ткани, а чистый воздух выходит из патрубка в верхней части фильтра. В качестве профилактики, рукава периодически встряхиваются, грязь с рукавов падает в специальный отстойник.

Керамические фильтры — в таких устройствах используют фильтрующие элементы из пористой керамики.

Масляные фильтры — такие фильтры представляют собой набор отдельных ячеек-кассет. Внутри каждой ячейки располагаются насадки, которые смазываются специальной смазкой с высокой вязкостью. Проходя через такой фильтр, частицы грязи прилипают к насадкам.

Пример рукавного фильтра

Электрические фильтры — в таких устройствах газовый поток проходит через электрическое поле, мелкодисперсные частицы получают электрический заряд, после чего оседают на заземленных осадительных электродах.

Пример электрического фильтра

Мокрая очистка — посторонние частицы в газовом потоке осаждаются при помощи водяной пыли или пены — вода обволакивает пыльи с помощью силы тяжести стекает в отстойник.

Чаще всего для мокрой очистки газа используются скрубберы — в этих устройствах поток загрязненного газа проходит через поток мелкодисперсных капель воды, они обволакивают пыльи под действием силы тяжести оседают и стекают в специальный отстойник в виде шлама.

Существует около десяти типов скрубберов, различающихся по конструкции и принципу работы, отдельно стоит выделить:

1. Скрубберы Вентури — имеют характерную форму в виде песочных часов. В основе работы таких скрубберов — уравнение Бернулли — увеличение скорости и турбулентности газа вследствие уменьшение площади потока. В точке максимальной скорости, в центральной части скруббера, газовый поток смешивается с водой.

2.Форсуночные полые скрубберы — конструкция такого скруббера представляет полую цилиндрическую емкость, внутри которой расположены форсунки для распыления воды. Капли воды захватывают частицы пыли и под действием силы тяжести стекают в отстойник.

Схема форсуночного полого скруббера

3.Пенно-барботажные скрубберы — внутри таких скрубберов расположены специальные барботажные насадки в форме решетки или тарелки с ответсвиями, на которой находиться жидкость. Поток газа, проходя через жидкость на большой скорости (более 2 м/с), образует пену, которая успешно очищает поток газа от посторонних частиц.

4.Насадочные скрубберы, они же башня с насадкой — внутри таких скрубберов расположены различные насадки (седла Берля, кольца Рашига, кольца с перегородками, седла Берля и т.д.), которые увеличивают площадь соприкосновения загрязненного воздуха и очищающей жидкости. Внутри корпуса также расположены форсунки для орошения потока загрязненного газа.

Пример насадочного скруббера

Основные способы очистки воздуха от посторонних газов

Абсорбция — поглощение газа жидкостью с помощью растворения или же избирательной химической реакции.

Абсорбция бывает полной (газ растворяется полностью) или частичной (растворяется только часть газа). На уровень абсорбции влияют как химические факторы — тип поглощающей жидкости и газа, так и физические факторы — площадь соприкосновения газа и жидкость, температура и давление в рабочей камере.

Процесс абсорбции протекает в специальных устройствах — абсорберах, которые представляют из себя вертикальный корпус, внутри которого располагается тарелкообразные насадки, на которые поступает жидкость. Газ, контактируя с жидкостью, абсорбируется, после чего очищенный воздух выводиться в атмосферу.

Адсорбция — процесс поглощения газа из воздушного потока твердым веществом (адсорбентом). На сегодняшний день, самыми популярными адсорбентами являются активированный уголь и оксидные адсорбенты. Как и в случае с абсорбцией, качество очистки зависит от исходного материала, применяемого адсорбента, а также от физических показателей — температуры и давления (идеальные условия — низкая температура и высокое давление в рабочей камере).

Адсорбционная установка — аппарат для очистки воздуха путем адсорбции, представляет из себя емкость заполненную адсорбентом. Загрязненный поток газа подается под давлением на рабочую поверхность, очищенный газ выводится через патрубок в верхней части аппарата. Стоит отметить, что поглощающая способность адсорбера ограничена, тут можно провести аналогию с фильтром, который со временем забивается. Для достижения непрерывной работы существуют сдвоенные адсорбционной установки, которые состоят из двух емкостей работающих поочередно — пока в одной емкости очищается газ, в другой регенерирует адсорбент и наоборот.

Пример сдвоенной адсорбционной установки

Сжигание — способ очистки газа путем термической обработки. Очень эффективен для удаления горючих органических компонентов из газовой среды (например, попутного газа). Способ простой и действенный, но имеющий свои недостатки, так в процессе горения выделяется углекислый газ, оксид серы, хлористый водород и оксид азота, так что для полной очистки исходного материала потребуются дополнительные очистные средства.

Сжигание газа происходит в специальных печах, температура в рабочей камере примерно 600-800 градусов Цельсия. Для предотвращения образования сажи в рабочую камеру подают водяной пар, который улавливает мелкодисперсные частицы.

Пример печи для сжигания

Конденсация — метод очистки воздуха путем конденсирования необходимой газовой фракции. В основе метода — свойство вещества менять свое агрегатное состояние под воздействием температуры (самый просто пример вода, которая в зависимости от температуры существует в трех агрегатных состояниях — лед, жидкость, пар).

Способ не является универсальным в силу своей специфичности — необходимо, чтобы температура конденсации отделяемого газа была ниже, чем температура конденсации газа носителя. Если же температура конденсации газов близка, то их разделение с помощью конденсации невозможно.

Очистка происходит в специальных конденсаторах, внутри которых располагаются охлаждающие трубки, заполненные хладагентом. Поток воздуха проходит через конденсатор, газ конденсируется на трубках, а очищенный воздух выводиться из аппарата.

Катализация — процесс очистки воздуха, путем использования катализаторов — активных веществ, которые при взаимодействии с газами в воздушном потоке в ходе химической реакции преобразуют вещество в менее вредное или же полностью безвредное. К примеру, на предприятиях используют окись хрома для превращения опасной окиси углерода (угарный газ) в менее вредную двуокись углерода (углекислый газ).

Каталитическая очистка происходит в катализационных реакторах, которые представляют из себя вертикальные емкости, внутри которых назодится тарелкообразная насадка, где располагается химический катализатор. Реактор также может быть оснащен дополнительными устройствами для нагрева или охлаждения газа (если каталитическая реакция проходит при определенной температуре), отвода тепла (если каталитическая реакция — экзотермическая) и т.д.

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений, т. е. пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.

Причины и характер загрязнения воздуха рабочей зоны

Атмосферный воздух в своем составе содержит (% по объему): азота - 78,08; кислорода - 20,95; аргона, неона и других инертных газов - 0,93; углекислого газа - 0,03; прочих газов - 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен для дыхания. Воздух рабочей зоны редко имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух производственных помещений вредных веществ - паров, газов, твердых и жидких частиц. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества - дисперсные системы - аэрозоли, которые делятся на пыль (размер твердых частиц более 1 мкм), дым (менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм). Пыль бывает крупно- (размер частиц более 50 мкм), средне- (50 - 10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм).

Поступление в воздух рабочей зоны того или иного вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточных и конечных продуктов. Так, пары выделяются в результате применении различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути и т. д. а газы - чаще всего при проведении технологического процесса, например, при сварке, литье, термической обработке металлов.

Причины выделения пыли на предприятиях машиностроения могут быть самыми разнообразными. Пыль образуется при дроблении и размоле, транспортировании измельченного материала, механической обработке хрупких материалов, отделке поверхности (шлифовании, глянцевании), упаковке и расфасовке и т. п. Эти причины пылеобразования являются основными, или первичными. В условиях производства может возникать и вторичное пылеобразование, например, при уборке помещений, движении людей и т. п. Такое выделение пыли иногда бывает весьма нежелательным (в электровакуумной промышленности, приборостроении).

Дым возникает при сгорании топлива в печах и энергоустановках, а туман - при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей, в гальванических и травильных цехах при обработке металлов. Например, в зарядных отделениях аккумуляторных образуется аэрозоль серной кислоты.

Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также через кожу и с пищей. Большинство этих веществ относится к опасным и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое действие на организм человека. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушение нормальной жизнедеятельности. В результате их действия у человека возникает болезненное состояние - отравление, опасность которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации q (мг/м3) и вида вещества. По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на:

общетоксические - вызывающие отравление всего организма (окись углерода, цианистые соединения, свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения и др.);

раздражающие - вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек (хлор, аммиак, сернистый газ, фтористый водород, окислы азота, озон, ацетон и др.);

сенсибилизирующие - действующие как аллергены (формальдегид, различные растворители и лаки на основе нитро - и нитрозосоединеннй и др.);

канцерогенные - вызывающие раковые заболевания (никель и его соединения, амины, окислы хрома, асбест и др.);

мутагенные - приводящие к изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные вещества и др.);

влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества и др.).

Нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

По ГОСТ 12.1.005 - 76 установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ qпдк (мг/м3) в воздухе рабочей зоны производственных помещений. Вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы: 1-й - чрезвычайно опасные, 2-й - высокоопасные, 3-я - умеренно опасные, 4-й - малоопасные. В качестве примера в табл. 1 приведены нормативные данные для ряда веществ (всего нормируется более 700 веществ).

Значения допустимых концентраций веществ.

Вещество	Величина ПДК, мг/м3	Класс опасности	Агрегатное состояние
Бериллий и его соединения	0,001	1	аэрозоль
Свинец	0,01	1	аэрозоль
Марганец	0,05	1	аэрозоль
Озон	0,1	1	пары и (или) газы
Хлор	1	2	пары и (или) газы
Соляная кислота	5	2	пары и (или) газы
Кремнеземсодержащие пыли	1	3	аэрозоль
Окись железа	4 - 6	4	аэрозоль
Окись углерода, аммиак	20	4	пары и (или) газы
Топливный бензин	100	4	пары и (или) газы
Ацетон	200	4	пары и (или) газы

Метеорологические условия и их нормирование в производственных помещениях

Метеорологические условия, или микроклимат, в производственных условиях определяются следующими параметрами:

температурой воздуха t (°С);

скоростью движения воздуха на рабочем месте V(м/с).

Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении Р, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а, следовательно, и на процесс дыхания.

Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734 - 1267 гПа (550 - 950 мм рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.

Необходимость учета основных параметров микроклимата может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей средой производственных помещений.

Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).

Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду Qт, конвекции у тела Qк, излучения на окружающие поверхности Qи, испарения влаги с поверхности кожи Qисп. Часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха Qв.

Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующее данному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:

поэтому температура внутренних органов человека остается постоянной (около 36,6° С). Эта способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.

При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается. Однако при температурах окружающего воздуха и поверхностей оборудования и помещений 30 - 35° С отдача теплоты конвекцией и излучением в основном прекращается. При более высокой температуре воздуха большая часть теплоты отдается путем испарения с поверхности кожи. В этих условиях организм теряет определенное количество влаги, а вместе с ней и соли, играющие важную роль в жизнедеятельности организма. Поэтому в горячих цехах рабочим дают подсоленную воду.

При понижении температуры окружающего воздуха реакция человеческого организма иная: кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, и отдача теплоты конвекцией и излучением уменьшается. Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне.

Задачей защиты человека от вредных производственных факторов является снижение уровня вредных факторов до уровней, не превышающих предельно допустимый уровень (ПДУ) и предельно допустимую концентрацию (ПДК), и риска появления опасных факторов до величин приемлемого риска.

Основным и наиболее перспективным методом защиты является совершенствование конструкций машин и технологических процессов, их замене на более современные и прогрессивные.

Если же исключить наличие вредных производственных факторов (ВПФ) при работе нельзя, используют след приемы защиты:

Ø Удаление человека на максимально возможное расстояние от источника ОВПФ

Ø Применение роботов, дистанционного управления

Ø Применение средств защиты (коллективные и индивидуальные)

Защита человека от химических и биологических негативных факторов.

Задачей защиты от химических и биологических негативных факторов является исключение или снижение до допустимых пределов попадания в организм человека вредных веществ и микроорганизмов, контакта с вредными и опасными биологическими объектами. Вредные вещ-ва могут попадать в организм человека со вдыхаемым воздухом, питьевой водой, пищей, проникать через кожу.

Поэтому задачей защиты является удаление вещ-в из зоны их образования.

Защита человека от загрязнения воздушной среды.

Задачей защиты воздушной среды от вредных выбросов и выделений является обеспечение концентраций вредных в-в в воздухе рабочей зоны, на территории предприятия не выше предельных допустимых концентраций.

Эта цель достигается применением след методов и средств:

Ø Рациональное размещение источников вредных выбросов по отношению к рабочим местам;

Ø Удаление вредных выделений от источника их образования посредством вентиляции;

Ø Применение средств очистки воздуха от вредных в-в;

Ø Применение индивидуальных средств защиты органов дыхания человека.

Вентиляция

Удаление вредных выделений, образующихся в технологическом процессе, осуществляется с использованием средств вентиляции и местных отсосов.

Система вентиляции представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих воздухообмен в помещении, т.е. удаление из помещения загрязненного воздуха и подача в помещение чистого.

По зоне действия вентиляция бывает общеобменная – охватывает все помещение и местная – обмен на ограниченном участке. По способу перемещения – естественная и механическая.

Естественная вентиляция- воздухообмен осуществляется благодаря разницы давлений снаружи и внутри здания.

Организованная общеобменная вентиляция, при которой в помещение подается и из помещения удаляется заданное кол-во воздуха, называется аэрацией.

Естественная вентиляция имеет существенный недостаток – в теплый период и в безветренную погоду ее эффективность существенно падает.

Механическая вентиляция лишена недостатков естественной – осуществляется с использованием вентиляторов. Бывает – приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. Если воздух снаружи сильно загрязнен, то выстраивают очистные устройства.

Механическая вентиляция бывает общеобменной и местной.

Производственные помещения, как правило, имеют одновременно и естественную вентиляцию и механическую (общеобменная и местная).

Местная вентиляция характеризуется тем, что с ее помощью загрязненный воздух удаляется непосредственно из зоны выделения вредных веществ.

Система местной вентиляции предназначена для того, чтобы вредные вещ-ва не распространялись по всему помещению. Устройства местной вентиляции зависят от метода удаления (отсоса) загрязненного воздуха.

По степени изоляции бывают отсосы открытого типа и отсосы от полных укрытий.

Отсосы открытого типа – это отсосы, находящиеся на некотором удалении от зоны образования вредных в-в(вытяжные зонты, и вытяжные панели)

Вытяжные зонты удаляют вредные в-ва, поднимающиеся вверх

Вытяжные панели применяют, когда необходимо отклонять поток поднимающихся вредных выделений. Панели бывают боковые, угловые, наклонные

Местные отсосы от полных укрытий. Наиболее эффективно для удаления вредных в-в полное укрытие источника. Вытяжные шкафы – широкое применение при различных операциях, связанных с выделением вредных в-в, как правило паров и газов. Вытяжные камеры - при выполнении ряда технологических процессов (например окраски) источник выделения или всю установку помещают в камеру на время процесса. Фасонные укрытия- защитно-обеспыливающие кожухи.

Методы и средства очистки воздуха от вредных веществ.

Для очистки загрязненного воздуха применяются аппараты различных конструкций, использующие различные методы очистки от вредных веществ.

Основными параметрами газоочистных аппаратов и систем очистки являются эффективность и гидравлическое сопротивление. Чем выше эффективность и меньше сопротивление, тем лучше.

Пылеуловители – для очистки отходящих газов от пыли: сухие и мокрые (скрубберы) – орошаемые водой.

Циклоны – одиночные, групповые, батарейные.

Одиночный циклон. Очищаемый воздух из входного патрубка поступает сначала в цилиндрическую, а затем в коническую части корпуса. Во вращающемся потоке под действием центробежных сил более тяжелые, чем частицы воздуха, пылевые частицы сепарируются к периферии, а затем собираются в пылевой бункер. Более чистый воздух через выхлопную трубу поступает в камеру очищенного газа, а из нее в патрубок выхода очищенного воздуха. Когда вес накопившейся в пылевом бункере пыли превысит прижимающую силу клапана. Клапан откроется и сбросит пыль в приемную емкость и вновь закроется.

Лучше применять групповые циклоны, в которых несколько одиночных циклонов сгруппированы в один блок обычно с единым пылевым бункером и выходной камерой.

Для очистки больших объемов газов применяют батарейные циклоны Ихможно применять при высоких пылевых нагрузках, однако существует проблема при улавливании слипающихся и пожароопасных пылей.

Фильтры обеспечивают высокую эффективность улавливания мелких частиц. Процесс очистки заключается в пропускании очищаемого воздуха через пористую перегородку или слой пористого материала. Перегородка работает как сито, не пропуская частицы с размером большим диаметра пор. Частицы меньшего размера проникают внутрь перегородки и задерживаются там. По типу фильтровального материала фильтры делятся на тканевые, волокнистые и зернистые.

У тканевых фильтров фильтровальной перегородкой является ткань. Механизм фильтрования поверхностный.

Волокнистые фильтры – это слой тонких и ультратонких волокон (войлок) с нерегулярной, хаотичной структурой. Частицы пыли проходят внутрь слоя и задерживаются там, механизм фильтрования – объемный. Очень высокая степень очистки от ультратонких частиц. Чаще всего применяют там, где нужна высокая степень очистки 9оптика, радиоэлектроника), а также для удаления небольших коичеств пыли ценных и редких в-в (золота, алмазов)

Зернистые фильтры в технике очистки промышленных выбросов используются редко и представляют собой насадку зернистого материала.

Наибольшее распространение в технике очистки промышленных выбросов применяют тканевые рукавные фильтры.. Ткань обычно закрепляется на каркасе, в процессе фильтрования на ткани накапливается слой пыли, который уплотняется. При этом увеличивается эффективность очистки и гидравлическое сопротивление. Фильтровальные рукава регенируются посредством их встряхивания и обратной продувки.

Электрофильтры используются для очистки больших объемов воздуха с высокой эффективностью. наибольшее применение нашли в металлургии и теплоэнергетике. Основным элементом электрофильтра являются пары электродов. На электроды подается постоянное высокое напряжение. осадительный электрод имеет значительно большую площадь, чем коронирующий, между ними создается неоднородное электрическое поле, наиболее высокая напряженность наблюдается у коронирующего электрода. При высоких напряжениях у коронирующего электрода возникает коронный разряд и начинается ионизация воздуха – образование пар отрицательно и положительно заряженных ионов. Наиболее часто коронирующие электроды подсоединяются к отрицательному полюсу, а осадительные – к положительному полюсу. Это объясняется более высокой скоростью перемещения электронов,чем положительных ионов.. Однако при этом образуется больше токсичного газа – озона. При такой полярности электродов отрицательные частицы (электроны) начинают двигаться от места их образования у коронирующего электрода к положительному полюсу осадительного электрода. Через пространство между электродами пропускают очищаемый газ, электроны адсорбируются на поверхности частиц пыли, тем самым заряжая их. Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и прилипают к нему.

Пылеуловители мокрого типа (скрубберы) целесообразно применять для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и в тех случаях, когда наряду с улавливанием пыли требуется улавливать токсичные газовые примеси и пары. Скруббер имеет цилиндрическую форму корпуса, в который снизу через входной патрубок подается очищаемый воздух. Воздух, поднимаясь вверх, проходит через водяную пелену, создаваемую форсунками. При этом мелкие частицы пыли оседают на каплях жидкости, укрупняются, слипаясь друг с другом и под действием силы тяжести оседают вниз. Аппараты мокрого типа снабжены каплеуловителями. Наиболее распространены каплеуловители центробежного типа, в которых капельки воды отделяются от очищенного газа под воздействием центробежной силы во вращающемся потоке.

Недостатком аппаратов является наличие систем водоснабжения, рециркуляции воды и ее очистки перед повторной подачей на орошение аппарата.

Газоуловители. Для удаления из отходящего воздуха вредных газовых примесей применяют след методы: абсорбция, хемосорбция, адсорбция, термическое дожигание, каталитическая нейтрализация.

Абсорбция – это явление растворения вредной газовой примеси сорбентом, как правило водой Методом абсорбции можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары. Хорошей растворимостью в воде обладают: аммиак, хлористый водород, пары кислот и щелочей.. Для проведения процесса абсорбции применяют аппараты мокрого типа, только в этом случае их называют абсорберами.. Чтобы процесс протекал интенсивнее, желательно очищаемый воздух иметь горячим, а воду –холодной.

Хемосорбция .Для газовых примесей нерастворимых или плохо растворимых в воде применяют метод хемосорбции, который заключается в том, что очищаемый воздух орошают растворами реагентов, вступающих в реакцию с вредными примесями с образованием нетоксичных, малолетучих или нерастворимых химических соединений.

Этот метод широко используется для улавливания сернистого ангидрида.

Адсорбция. Метод адсорбции заключается в улавливании микропористой поверхностью адсорбента (активированный уголь, селикагель, цеолиты) молекул вредных веществ. Метод обладает высокой эффективностью, но жестким требованием к запыленности (не более2-5мг/м 3 ).. Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахнущих веществи др.газов.. Адсорбционная способность адсорбента тем выше, чем меньше его температура. Примером адсорбера является противогаз.

Термическое дожигание – это процесс окисления вредных вещ-в кислородом воздуха при высоких температурах (900-1200 град) Термическое окисление осуществляется в спец дожигателях, в которые подается воздух в необходимом кол-ве для окисления.

Каталитическая нейтрализация позволяет снизить энергетический порог для начала окислительных реакций до 250-400град. Это достигается применением катализаторов – материалов, которые ускоряют протекание реакций или делают их возможным при значительно более низких температурах. Это обеспечивает снижение энергоемкости процесса. В качестве катализаторов используют благородные металлы – платину, палладий в виде тонкослойных напылений на металлические или керамические носители, кроме того, применяются двуокись метана, пятиокись ванадия.

Описанные выше аппараты могут использоваться в системах централизованной и индивидуальной очистки воздуха.

Централизованная система очищает загрязненный воздух, удаляемый от источников и из зон загрязнения цеха, предприятия.

Индивидуальная система очищает воздух, удаляемый из одной зоны или источника, и после его очистки вновь направляет в рабочую зону. Наибольшее распространение получили индивидуальные пылеуловители. В едином корпусе таких пылеуловителей расположены: вентилятор, отсасывающий воздух из зоны пылеобразования, и устройства очистки от пыли.

Если в системах пыле- и газоочистки не удается достичь требуемой эффективности, для обеспечения нормативного качества воздуха на территории промышленного предприятия и расположенной поблизости местности, выброс недоочищенного воздуха осуществляется через высокие трубы, снижая за счет рассеивания вредных вещ-в их приземную концентрацию.

Читайте также: