工業(yè)有害物及其防止的綜合措施.ppt

工業(yè)通風(fēng) 蘭州理工大學(xué)楊蓉霞 通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的意義和任務(wù) 隨著社會的進(jìn)步 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的繁榮 人們對空氣環(huán)境提出了更高的要求 以滿足日益發(fā)展的生產(chǎn)和生活的要求 從而保證人們身體的健康和生產(chǎn)的正常進(jìn)行 對于某個特定空間來說 要想保證其空氣環(huán)境滿足生產(chǎn)和人們生活的需要 主要是針對該空間的空氣的溫度 濕度 流速 清潔度 噪音 壓力以及各種有害物進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制 由于影響這些參數(shù)的因素很多 有室內(nèi)的因素 如生產(chǎn)工藝 設(shè)備 人員產(chǎn)生的有害物 有來自室外大自然的影響 如太陽的輻射 室外的溫度 濕度 空氣流速和大氣污染物等等 因此 就必須從室內(nèi)和室外兩方面入手 采取相應(yīng)的技術(shù)手段 對空氣進(jìn)行處理 如加熱 冷卻 加濕 減濕 過濾等等 也就是說 通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)就是對空氣進(jìn)行的一系列置換和熱質(zhì)交換過程 在工業(yè)生產(chǎn)中 很多工藝過程都產(chǎn)生大量的有害物污染環(huán)境 給人類的健康 動物和植物的生長 工業(yè)生產(chǎn)都帶來了很大的危害 如在采礦 燒結(jié) 冶煉 耐火材料 鑄造等車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種粉塵 工人如果長時間處于這樣的空氣環(huán)境 會給人的呼吸神經(jīng)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的損害 引起矽肺病 甚至威脅人的生命 二氧化硫 三氧化硫 氟化氫和氯化氫等氣體遇到水蒸汽時 會對金屬材料 油漆涂層產(chǎn)生腐蝕作用 縮短其使用壽命 大量的工業(yè)廢氣 如二氧化碳 二氧化硫等 排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨 使氣候異常 旱澇頻繁 對農(nóng)作生產(chǎn)造成極大的危害 綜上所述 無論是工業(yè)建筑中為了保證工人的身體健康和產(chǎn)品質(zhì)量 還是在公共建筑中為了滿足人的各種活動對舒適度的要求 都需要維持一定的空氣環(huán)境 采取人工的方法 創(chuàng)造和保持一定的空氣環(huán)境 來滿足生產(chǎn)和生活的需要 這就是通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)的任務(wù) 通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)是空氣換氣技術(shù) 它是采用某些設(shè)備對空氣進(jìn)行適當(dāng)處理 熱 濕處理和過濾凈化等 通過對建筑物進(jìn)行送風(fēng)和排風(fēng) 來保證人們生活或生產(chǎn)產(chǎn)品正常進(jìn)行提供需要的空氣環(huán)境 同時保護(hù)大氣環(huán)境 其包括通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié) 簡稱空調(diào) 兩部分 所謂通風(fēng) 就是把室外的新鮮空氣經(jīng)過一定的處理 如過濾 加熱 后送到室內(nèi) 把室內(nèi)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣 從而保證室內(nèi)空氣環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和大氣環(huán)境 包括工業(yè)通風(fēng)和民用通風(fēng)兩部分 工業(yè)通風(fēng)主要是通過對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有害物 粉塵 有害氣體和蒸汽 余熱 余濕 的控制 消除其危害 為人們生產(chǎn)和生活提供一個安全 衛(wèi)生 舒適的空氣環(huán)境 目錄 通風(fēng)管道的設(shè)計計算 第一章 工業(yè)污染物及其防治的綜合措施 1 2 1 4 1 3 1 5 防治工業(yè)污染物的綜合措施 污染物濃度 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn) 工業(yè)污染物在車間內(nèi)的傳播原理 氣象條件對人體生理的影響 1 1 1顆粒物的來源和危害 顆粒物是指懸浮于空氣中的固體小微粒 在冶金 機械 建材 輕工 電力等許多行業(yè)部門的生產(chǎn)過程中 都會產(chǎn)生出大量的粉塵 如果不采取有效的控制措施 粉塵將污染車間及大氣環(huán)境 對人體健康和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大的危害 顆粒物的來源 顆粒物的來源主要有以下幾個方面 1 各種物質(zhì)的燃燒 如鍋爐中煤炭的燃燒 木材和各種農(nóng)作物的燃燒等 2 粉末物料的混合 篩分 包裝 及運輸?shù)?如水泥的包裝運輸過程 3 固體物料的機械粉碎研磨 如破碎機 球磨機在破碎礦石和研磨煤粉的過程 1 1顆粒物 污染氣體的來源和危害 4 物質(zhì)加熱時產(chǎn)生的蒸氣在空氣中凝結(jié)或被氧化的過程 如鑄鋅時產(chǎn)生的氧化鋅固體微粒 5 固體表面加工過程 如砂輪機的磨光過程 拋光機的拋光過程 顆粒物的危害 1 顆粒物對人體的危害 影響顆粒物危害大小的因素主要是其物理化學(xué)性質(zhì) 粒徑大小和濃度 如對人體危害的因素主要是其物理化學(xué)性質(zhì) 另外 粒徑大小和濃度也是危害人體健康的一個重要因素 如圖1 1所示 圖1 1吸入呼吸器官的氣溶膠粒子 2 顆粒物對環(huán)境的危害顆粒物不僅會危害室內(nèi)空氣環(huán)境 如不加控制地排入大氣 會造成大氣污染 在更廣闊的范圍內(nèi)破壞大氣環(huán)境 工業(yè)化國家大氣污染的發(fā)展和演變 大致可分三個階段 第一階段的大氣污染主要是燃煤引起的 即所謂 煤煙型 污染 主要的污染物是煙塵和SO2 第二階段 隨工業(yè)的發(fā)展 石油代替煤作為主要燃料 同時汽車數(shù)量倍增 這時大氣污染已不再限于城市和工礦區(qū) 而是呈現(xiàn)廣域污染 主要污染物是SO2與含有重金屬的飄塵 硫酸煙霧 光化學(xué)煙霧等共同作用的產(chǎn)物 屬于復(fù)合污染 在第三階段 即70年代以來 各國都重視環(huán)境保護(hù) 經(jīng)過嚴(yán)格控制 綜合治理 環(huán)境污染已基本得到控制 環(huán)境質(zhì)量明顯改善 3 顆粒物對生產(chǎn)的危害顆粒物對生產(chǎn)的影響主要是降低產(chǎn)品質(zhì)量和機器工作精度 顆粒物還使光照度和能見度降低 影響室內(nèi)作業(yè)的視野 甚至誘發(fā)事故 有些粉塵如煤塵 鋁塵和谷物粉塵在一定條件下會發(fā)生爆炸 造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡 1 1 2有害氣體和蒸汽的來源和危害 有害氣體和蒸汽的來源 在很多生產(chǎn)過程中 如有色金屬冶煉 澆鑄 電鍍 酸洗 橡膠 化工 造紙等過程 都會產(chǎn)生大量的有害蒸氣和氣體 主要是一氧化碳 二氧化碳 氮氧化合物 氯化氫 二氧化硫等氣體和汞 鉛 苯等蒸汽 有害氣體在車間里的擴(kuò)散 也有室內(nèi)空氣流動造成的 有害氣體和蒸汽的危害 1 對人體的危害 根據(jù)有害氣體和蒸汽的危害不同 把其分為刺激性 中毒性 麻醉性和窒息性 1 一氧化碳 CO 一氧化碳多數(shù)是由于工業(yè)爐 內(nèi)燃機等設(shè)備不完全燃燒造成的 也有少量來自煤氣設(shè)備的滲漏 它無色無味 對人體有強烈的窒息性 2 二氧化碳 CO2 當(dāng)二氧化碳濃度大于5ppm時 對眼 鼻 喉以及肺部都有強刺激性 長期作用可引起粘膜炎 嗅 味覺失靈等癥狀 3 二氧化硫 SO2 二氧化硫是一種無色強刺激性氣體 在空氣中可氧化為三氧化硫 形成酸霧 其毒性是二氧化硫的10倍 它主要來源于含硫礦物燃料 煤和石油 的燃燒 在金屬礦物的焙燒 毛和絲的漂白 化學(xué)紙漿等生產(chǎn)過程中也有二氧化硫的廢氣排出 4 苯 C6H6 苯是一種具有芳香味 易燃 的麻醉氣體 常溫下極易揮發(fā) 它主要來源于焦?fàn)t煤氣和以苯為原料和溶劑的生產(chǎn)過程 5 汞 Hg 汞是一種液態(tài)金屬 具有毒性 在常溫下易揮發(fā) 6 鉛 Pb 在有色金屬冶煉 紅丹 蓄電池 橡膠等生產(chǎn)過程中有鉛蒸氣及鉛塵產(chǎn)生 鉛在進(jìn)入人體后會造成人體血液中色素下降 頭暈 眼花 食欲不振等現(xiàn)象 嚴(yán)重時會出現(xiàn)中毒性腦病 7 氮氧化物 NOx 氮氧化物主要來源于燃料的燃燒及化工 電鍍等生產(chǎn)過程 2 對環(huán)境的危害有害氣體排入大氣 會使大氣產(chǎn)生一系列不正常氣候變化 如溫室效應(yīng)和酸雨現(xiàn)象 對人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生很大不利的影響 3 對生產(chǎn)的危害有害氣體可危害農(nóng)作物 對農(nóng)作物危害較普遍的有害氣體有 二氧化硫 氟化氫 二氧化氮和臭氧等 有害氣體對農(nóng)作物的危害主要表現(xiàn)為以下三種情況 1 在高濃度有害氣體影響下 產(chǎn)生急性危害 使植物葉表面產(chǎn)生傷斑或者直接使植物葉片枯萎脫落 2 在低濃度有害氣體長期影響下 產(chǎn)生慢性危害使植物葉片退綠 3 在低濃度有害氣體影響下產(chǎn)生所謂看不見的危害 1 1 3余熱和余濕對人體的危害 人體對冷熱的感知和周圍環(huán)境空氣的溫度 濕度 空氣流速以及周圍物體的表面溫度有關(guān) 在正常條件下 人是依靠自身的調(diào)節(jié)使人體的溫度穩(wěn)定 也就是說人體的得熱量和失熱量相等 人體散熱是通過以下幾種方式來完成的 1 對流散熱 人體的對流散熱取決于空氣的溫度和濕度 2 輻射散熱 人體的輻射散熱與空氣的溫度和流速無關(guān) 只與周圍物體的表面溫度有關(guān) 3 汗的蒸發(fā) 汗的蒸發(fā)是一個綜合作用過程 是空氣溫度 相對濕度 流動速度 及周圍表面溫度等因素相互作用的結(jié)果 因此 在生產(chǎn)車間內(nèi)必須防止和排除生產(chǎn)中大量散發(fā)的熱和水蒸氣 并使室內(nèi)空氣具有適當(dāng)?shù)牧鲃铀俣?1 2工業(yè)污染物在車間內(nèi)的傳播原理 粉塵主要是依賴氣流的運動來進(jìn)行擴(kuò)散的 粉塵從靜止?fàn)顟B(tài)變成懸浮于周圍空氣的作用稱為塵化作用 通常把塵粒由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)榭諝庵懈∮蔚膲m化作用稱為一次塵化作用 引起一次塵化作用的氣流稱為塵化氣流 由于細(xì)小的粉塵本身沒有獨立運動能力 一次塵化作用帶給粉塵的能量并不能使粉塵擴(kuò)散飛揚 只能在局部地點造成空氣污染 由于通風(fēng)或冷熱氣流對流所形成的室內(nèi)氣流 稱為二次氣流 在局部地點帶動含塵空氣在整個車間內(nèi)流動 造成粉塵進(jìn)一步擴(kuò)散 污染空氣環(huán)境的主要原因是二次氣流 二次氣流速度越大 粉塵擴(kuò)散越嚴(yán)重 如圖1 5所示 圖1 2剪切造成的塵化作用 返回 工業(yè)企業(yè)常見的幾種塵化作用如下 1 剪切壓縮造成的塵化作用篩分物料的振動篩上下振動時 使疏松的物料不斷受擠壓 物料間的粉塵隨高速向外運動的氣流一起逸出 如圖1 2所示 2 誘導(dǎo)空氣造成的塵化作用物體或塊 粒狀物料在空氣中高速運動時 帶動周圍空氣隨其一起運動 這部分空氣稱為誘導(dǎo)空氣 如圖1 3所示 例如 砂輪磨光金屬時 在砂輪高速旋轉(zhuǎn)下甩出的金屬屑會產(chǎn)生誘導(dǎo)空氣 使磨削下來的細(xì)粉塵隨其擴(kuò)散 如圖1 4所示 3 熱氣流上升造成的塵化作用由于一些產(chǎn)塵設(shè)備產(chǎn)生大量的熱量 其表面的空氣被加熱而產(chǎn)生上升熱氣流 一些粉塵在上升熱氣流的作用下 會隨著上升熱氣流一起運動 產(chǎn)生塵化作用 例如鍋爐中煤炭的燃燒 煉鋼電爐 加熱爐以及金屬澆鑄等過程所引起的塵化作用 4 綜合性塵化作用綜合性塵化作用是指由剪切和誘導(dǎo)空氣等幾個因素共同作用的一種塵化作用 例如皮帶運輸機運輸?shù)姆哿蠌母咛幭侣涞降孛娴倪^程 圖1 3誘導(dǎo)空氣造成的塵化作用 圖1 4誘導(dǎo)空氣的塵化作用 返回 通常把塵粒由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)榭諝庵懈∮蔚膲m化作用稱為一次塵化作用 引起一次塵化作用的氣流稱為塵化氣流 由于細(xì)小的粉塵本身沒有獨立運動能力 一次塵化作用帶給粉塵的能量并不能使粉塵擴(kuò)散飛揚 只能在局部地點造成空氣污染 由于通風(fēng)或冷熱氣流對流所形成的室內(nèi)氣流 稱為二次氣流 在局部地點帶動含塵空氣在整個車間內(nèi)流動 造成粉塵進(jìn)一步擴(kuò)散 污染空氣環(huán)境的主要原因是二次氣流 二次氣流速度越大 粉塵擴(kuò)散越嚴(yán)重 如圖1 5所示 通過以上分析可以看出 粉塵主要是依賴氣流的運動來進(jìn)行擴(kuò)散的 只要對車間內(nèi)的氣流進(jìn)行有效控制 就可以控制粉塵在室內(nèi)的擴(kuò)散 改善車間空氣環(huán)境 圖1 5二次氣流對粉塵擴(kuò)散的影響 返回 1 3氣象條件對人體生理的影響 1 4污染物濃度 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn) 1 4 1污染物濃度 有害物濃度就是單位體積空氣中含有害物量的多少 1 粉塵濃度粉塵濃度有兩種表示方法 一種是質(zhì)量濃度 即每立方米空氣中含有粉塵的質(zhì)量 單位為mg m3或g m3 另一種是顆粒濃度 即每立方米空氣中所含一定粒徑范圍粉塵的顆粒數(shù) 單位為個 m3 2 有害氣體或蒸氣的濃度有害氣體或蒸氣的濃度有兩種表示方法 一種是質(zhì)量濃度 另一種是體積濃度 質(zhì)量濃度即每立方米空氣中所含有害蒸氣或氣體的毫克數(shù) 以Y表示 單位是mg m3 體積濃度即每立方米空氣中所含有害蒸氣或氣體的毫升數(shù) 以C表示 單位是ml m3 也用百萬分率符號ppm表示 即1ml m3 1ppm 1ppm表示空氣中某種有害蒸氣或氣體的體積濃度為百萬分之一 若二氧化碳的濃度為10ppm 就相當(dāng)于每立方米空氣中含有二氧化硫10ml 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 質(zhì)量濃度Y和體積濃度C可按下式進(jìn)行換算 式中M 有害氣體或蒸氣的分子量 即摩爾質(zhì)量 g mol 例1 1 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 10ppm的二氧化硫相當(dāng)于多少mg m3 二氧化硫的摩爾質(zhì)量M 64g mol 所以Y 64 22 4 10 28 5mg m3 1 4 2衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 我國于1962年頒布了 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 不斷對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂 頒發(fā) 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) TJ36 79 作為全國通用設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)在執(zhí)行的是GBZ1 2002版的 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定車間空氣中粉塵 有害氣體和蒸氣等共120種有毒物質(zhì)的最高允許濃度 有害物的危害或毒性越大 其要求的最高允許濃度越低 1 4 3排放標(biāo)準(zhǔn) 1973年我國頒發(fā)了 工業(yè) 三廢 排放試行標(biāo)準(zhǔn) GBJ4 1973 規(guī)定從1974年起試行 隨著我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)的不斷發(fā)展 相應(yīng)制定或修訂新的標(biāo)準(zhǔn) 以滿足發(fā)展的需要 1982年制訂了 大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3095 1982 同時 不同行業(yè)還根據(jù)自身的行業(yè)特點 制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 如 水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB49