Материал: Промышленная безопасность в технологических процессах и аппаратах. Колодяжный С.А., Иванова И.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

Таблица 3.1

Рекомендуемые объемы воздуха при отборе

 

 

Предполагаемая концентрация пыли, мг/м3

Объем отбираемого воздуха, л

Менее 2

1000

2-10

500

10-50

250

Свыше 50

100

В сечении воздуховода, в котором намечен отбор проб, определяют среднюю скорость воздуха L (м/с). Учитывая оптимальный расход аспирируемого воздуха V (л/мин), определяют диаметр d (мм) входного отверстия наконечника по формуле:

 

 

d=4,6 √ (L/V).

 

(3.2)

Выбирают

наконечник с ближайшим

к

вычисленному значению

диаметром.

Окончательный расход воздуха

L (л/мин), необходимый для

обеспечения изокинетичности, вычисляют по формуле (3.1).

Предварительно взвешенный фильтр помещают в закрытый аллонж,

производят

сборку аппаратуры для

отбора

проб и проверяют его на

герметичность.

Плотно закрывают

отверстие

наконечника, включают

аспиратор, приоткрыв вентиль ротаметра, наблюдают за положением поплавка, который должен оставаться на нулевом делении.

Вводят пылеотборную трубку в воздуховод навстречу потоку, включают электроаспиратор и регулировочным вентилем устанавливают предварительно

рассчитанный расход воздуха, контролируемый по ротаметру.

Отбор

проб

производят интегральным способом

путем

равномерного

перемещения

пылеотборной

трубки по двум взаимно перпендикулярным направлениям

сечения воздуховода.

Не допускать касание концом наконечника стенок

воздуховода!

Это может

привести к грубым искажениям анализа за счет

попадания

на

фильтр

посторонней

пыли с

внутренней

поверхности

воздуховода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отбор

пробы

заканчивают обесточиванием

электроаспиратора,

зафиксировав

 

время.

Аккуратно

извлекают фильтр,

взвешивают

его,

определяют привес и рассчитывают концентрацию пыли в воздуховоде.

 

Задание -

определите концентрацию пыли в лабораторной установке.

Выводы по работе:

 

 

 

 

 

 

1. Отвечает

ли

гигиеническим

требованиям,

экспериментально

установленная концентрация пыли?

 

 

 

 

2.Приведите способы защиты воздуха от пыли.

3.Какое воздействие может оказывать на человека пыль?

21

Контрольные вопросы:

1.Определение пыли.

2.Классификация производственной пыли.

3.Физико-химические свойства пыли и их значение для производственной гигиены.

4.Какие методы существуют для определения концентрации пыли в воздухе? Суть весового метода.

5.Чем отличаются фильтры АФА-ВП от фильтров АФА-ХП?

6.Источники ошибок при определении концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.

7.Каковы особенности определения концентрации пыли в системах вентиляции, в чем заключается условие изокинетичности?

Содержание отчета:

1.Цель работы.

2.Ответы на контрольные вопросы.

3.Задание.

4.Оборудование и материалы.

5.Схема лабораторной установки.

6.Расчет.

7.По данным эксперимента заполните табл. 3.2.

8.Выводы.

Таблица 3.2

Экспериментальные данные

Вид

Скорость

Время

Объем

Объем

t, С

Р,

М,

С,

ПДК,

пыли

аспираци

отбора,

анализ.

в станд.

 

атм

мг

мг/м

мг/м3

 

и, л/мин

мин

воздуха,

услов.,

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

л

 

 

 

 

 

тальк

 

 

 

 

 

 

 

 

5

4.ОЧИСТКА ГАЗОПЫЛЕВЫХ СМЕСЕЙ ОТ ТВЁРДЫХ ЧАСТИЦ

ИГАЗООБРАЗНЫХ ПРИМЕСЕЙ

Очистка газопылевых смесей - отделение от них загрязняющих веществ или перевод последних в безвредное состояние.

Выбор отдельных аппаратов и/или схем очистки отходящих газов от пыли и эффективность их работы зависят, главным образом, от физикохимических свойств пылевых частиц, наиболее важными из которых являются:

плотность;

дисперсность (дисперсный состав);

слипаемость;

22

смачиваемость;

электрическое сопротивление.

Дисперсность пыли характеризует диапазон (разброс) размера пылевых частиц (от наименьшего до наибольшего). Дисперсным составом пыли называют распределение пылевых частиц по фракциям, ограниченным частицами определённого размера, с указанием доли каждой фракции в процентах по массе или по числу частиц.

Основными механизмами отделения твёрдых частиц от газовой фазы

являются:

1)гравитационное осаждение (седиментация) – вертикальное оседание частиц под действием силы тяжести;

2)инерционное осаждение – происходит в случае, когда масса частицы или скорость её движения настолько значительны, что она не может следовать вместе с газом по линии, огибающей препятствие, а стремится продолжить своё движение, сталкивается с препятствием и осаждается на нём;

3)осаждение под действием центробежной силы – происходит при

криволинейном движении аэродисперсного потока, когда развиваются центробежные силы, отбрасывающие частицы на поверхность осаждения;

4)зацепление, захват (эффект касания) – наблюдается, когда расстояние частицы, движущейся с газовым потоком, от обтекаемого тела равно или меньше её радиуса;

5)диффузионное осаждение – дает броуновское (тепловое) движение частиц, повышая вероятность их контакта с обтекаемым телом;

6)

электрическое осаждение –

зарядка

частиц с

последующим

выделением их из газовой фазы под воздействием электрического поля.

 

 

По

принципиальным

особенностям

 

процесса

 

очистки

все

пылеуловители делятся на 4 типа:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

"Сухие" механические пылеуловители – твердые

частицы

отделяются под действием внешней механической силы: гравитации,

инерции

или центробежной силы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

эту группу

входят:

пылеосадительные

камеры;

инерционные

пылеуловители

(ударно-инерционные

и

жалюзийные);

вихревые

и

динамические (ротационные) пылеуловители; циклоны.

 

 

 

 

 

2.

"Мокрые"

пылеуловители

твёрдые

частицы

улавливаются

жидкостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вэту группу входят: скрубберы (газопромыватели) различных конструкций; "мокрые" циклоны.

3. Фильтрующие устройства – твердые частицы задерживаются пористыми перегородками.

Вэту группу входят фильтры из различных материалов: тканей, волокон, керамики, полимеров, зернистых слоёв гравия, песка и др.

4. Электрофильтры – в них твёрдые частицы осаждаются под действием электрического поля.

23

В

пылеосадительных камерах выделение

пыли

происходит за

счёт

увеличения

сечения

воздуховода,

вследствие чего скорость

газопылевого

потока резко падает,

и частицы пыли выпадают

вниз под действием силы

тяжести.

В

инерционных пылеуловителях выделение

пыли достигается

посредством

резкого

изменения

направления газопылевого

потока

или

установки на его пути препятствий,

вследствие чего частицы пыли, стремясь

сохранить направление движения под воздействием силы инерции, ударяются о перегородки внутри аппарата и выпадают вниз под действием силы тяжести. В циклонах пылевые частицы выделяются под действием центробежной силы в

процессе

завихрения (вращения)

газового потока.

В

ротационных

(динамических) пылеуловителях сепарация пыли происходит

в результате

вращения вентиляторного колеса (барабана).

 

 

Принцип

работы фильтрующих

устройств заключается в процесс

пропускания газопылевой смеси через пористую перегородку.

Газ полностью

проходит сквозь неё, а частицы пыли удерживаются в объёме фильтрующего

материала и/или образуют

пылевой слой на его поверхности.

Выделение

твёрдых частиц из газового

потока при фильтрации происходит

в результате

совместного

действия силы инерции, броуновской диффузии и зацепления.

Кроме того,

определённое влияние на процесс фильтрации имеют силы

электростатического притяжения. Фильтрующие перегородки, фильтры делят на тканевые, волокнистые и зернистые (по типу материала из которого оно изготавливаются)

Действия всех пылеуловителей "мокрого" типа заключается в осаждении

пылевых частиц, главным образом,

за счёт силы инерции

и броуновской

диффузии. Вторичное

значение имеют

центробежное

и

гравитационное

осаждение, реализуются и другие механизмы.

 

 

В

результате контакта запылённого

газа с жидкостью образуется

межфазная поверхность контакта, которая

состоит из газовых пузырьков,

газовых и жидких струй, капель, плёнок жидкости.

 

 

В зависимости от формы контакта газовой и жидкой

 

фаз все способы

"мокрой" пылеочистки можно разделить на 3 группы:

 

 

1

– улавливание в объёме (слое) жидкости;

 

 

2

– улавливание плёнками жидкости;

 

 

 

3

– улавливание распылённой жидкостью (каплями) в объёме газа.

По

способу действия

выделяют

следующие типы

газопромывателей

(скрубберов):

1– полые;

2– насадочные;

3– тарельчатые (барботажно-пенные);

4ударно-инерционного действия;

5– центробежного действия;

6– динамические (механические);

7– скоростные (Вентури).

24

Для очистки отходящих газов от газообразных и парообразных токсичных веществ в промышленности применяют следующие группы методов: методы сорбции, каталитические и термические методы, методы конденсации и компримирования.

1. Методы сорбции - селективное поглощение одного

или нескольких

компонентов газовой

смеси жидким или твёрдым

поглотителем. Сорбция

бывает физической и химической (хемосорбция).

 

 

 

При физической

сорбции

поглотитель

не

вступает

в

химическое

взаимодействие с извлекаемым

из

смеси газом;

поглощаемые

молекулы

удерживаются сорбентом, главным образом,

электростатическими силами и

силами Ван-дер-Ваальса.

 

 

 

 

 

 

При хемосорбции поглотитель

соединяется

с компонентами газовой

смеси с образованием

малолетучих

или

малорастворимых

соединений.

Химическая реакция протекает,

как обратимо, так и необратимо.

 

Существуют два принципиально отличных типа сорбционных процессов: абсорбция и адсорбция.

Абсорбция - поглощение газа всем объёмом поглотителя. Процесс состоит в проникновении молекул газа в массу поглотителя с образованием раствора. Распространение молекул газа в массе поглотителя происходит, в основном, за счёт диффузии. В качестве физических абсорбентов в промышленности используют воду, органические растворители и их водные растворы. В качестве хемосорбентов применяют водные растворы солей и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

При абсорбции происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую, т.е. осуществляется передача массы вещества от газа к жидкости. Этот процесс

состоит из процессов

переноса вещества в каждой из фаз (массоотдача ) и

переноса вещества через границу раздела фаз (массопередача ).

При этом

принимается, что на границе раздела фаз существует равновесие.

 

При физической

абсорбции уравнения

массоотдачи для

процессов

переноса вещества в каждой из фаз:

 

 

 

 

G = βГF P – P

Р) ;

(4.1)

 

 

(CР – C),

(4.2)

 

G = βЖF

где G – масса вещества, переносимого в единицу времени, кг/с; F – поверхность контакта фаз, м2;

P – парциальное давление поглощаемого вещества в газовой фазе, Па; C – концентрация поглощаемого вещества в жидкой фазе, кг/м3;

βГ и βЖ – коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазах, кг/(м2 с) на единицу движущей силы.

Уравнения массопередачи для процессов переноса вещества из одной фазы в другую при физической абсорбции:

G = KГF (P – P*), G = KЖF (C* – C),

(4.3)

25

Источник: https://studfile.net/preview/16563816/