工业通风与除尘第一章

第一章作业场所空气与粉尘作业场所空气及其有害气体理化性质空气基本物理参数及其对人体生理的影响粉尘基本参数与性质作业场所卫生与环境排放标准工业有害物的综合防治措施内容提要作业场所空气及其有害气体理化性质一、大气主要成分及其性质二、有害气体理化性质及其危害二氧化硫硫化氢氮氧化物甲烷苯氰化物一氧化碳甲醛铅蒸汽汞蒸气锰蒸气空气基本物理参数及其对人体生理的影响一、空气的基本物理参数空气温度、静止压力、湿度、密度与比体积、粘性、比热容及焓等。二、空气物理参数对人体生理的影响空气温度空气压力空气湿度空气流速其他因素一、工业有害物的类型及其来源要创造良好的作业环境，必须掌握作业环境中所存在的不良条件状况及其危害特点。作业环境的不良条件主要表现为两个方面：一是作业环境中的设备、材料、物品布置不合理，作业环境脏、乱、差，或安全标志的设置不符合要求；二是作业环境中存在职业病危害因素。安全事故职业病粉尘基本参数与性质随着工业的迅速发展，工业生产中散发的各种粉尘、有害蒸汽和气体等有害物会使空气污染，给人类健康、动植物的生长以及工业生产本身带来许多危害。因此，控制工业有害物对室外空气坏境的影响和破坏，是当前急需进一步研究解决的问题。1、分析工业有害物危害2、传播机理3、卫生标准、排放标准4、综合防治措施粉尘基本参数与性质气溶胶当一种物质的微粒分散在另一种物质之中，就构成了一个分散系统，人们把固体或液体微粒分散在气体介质中所构成的分散系统称为气溶胶。当分散在气体中的微粒为固体时，通常称为“粉尘”；当分散在气体中的微粒为液体时，通称为“雾”。通风除尘技术上处理的含尘气体就是气溶胶。粉尘基本参数与性质一、粉尘的概念空气中微粒固体微粒液体微粒烟或尘尘烟凝聚性固体微粒机械分散性固体微粒雾粉尘基本参数与性质主要产尘工艺：（1）固体物质的机械破碎过程：如用破碎机将矿石破碎或用球磨机将煤块磨成煤粉（2）固体表面的加工过程：如用砂轮机磨削刀具或用喷砂清理粘附在铸件表面的粘砂和氧化皮（3）粉粒状物料的贮运、装卸、混合、筛分及包装过程：如用皮带运输机和提升机转运物料或向料仓卸料二、粉尘的来源粉尘基本参数与性质（4）粉状物料的成型过程：如用压砖机对模具中的粉料进行冲压使之成型（5）物质的加热和燃烧过程以及金属的冶炼和焊接过程：如煤在锅炉中燃烧后所产生的烟气就夹着大量粉尘。锅炉每燃烧1t煤可产生3～11kg的粉尘排放物。粉尘基本参数与性质•1.按粉尘产生的过程分类•（1）粉尘•（2）烟尘三、粉尘的分类由于机械、爆破等作用被粉碎而生成的细小颗粒，尘粒形状不规则，颗粒大小分布范围很广，其中1-100um的尘粒能暂时悬浮于空气中。重点•1.按粉尘产生的过程分类•（1）粉尘•（2）烟尘伴随着燃烧、氧化等物理化学变化过程所产生的固体微粒，如井下煤的自燃发火、外因火灾产生的烟尘，直径一般很小，多在0.01-1um范围，可长时间悬浮于空气中。重点三、粉尘的分类20粒径大于40μm，相当于一般筛分的最小粒径，在空气中极易沉降。21粒径为10μm～40μm，在明亮的光线下，肉眼可以看到，在静止空气中作加速沉降运动。22粒径为0.25μm～10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降运动。23粒径小于0.25μm，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动（布朗运动）。24•粉尘在静止空气中的沉降主要取决于粉尘所受三种力的综合作用。即尘粒自身的重力F，空气对尘粒的浮力和阻力F阻。•当F＞F阻时，尘粒呈加速下降；•F=F阻时，尘粒呈等速下降；•F＜F阻时，尘粒呈悬浮状态。25补充——沉降速度与悬浮速度26•悬浮速度：•如果尘粒不是处于静止空气中，而是处于流速等于沉降速度的上升气流中，尘粒将处于悬浮状态，这一上升气流的速度称为悬浮速度。•共同点：数值相等•物理意义不同：•尘粒作等速沉降时的速度或尘粒下落时所能达到的最大速度；•上升气流使尘粒处于悬浮状态所必需的最小速度沉降速度悬浮速度27•3.按粉尘的成分划分•（1）无机粉尘•（2）有机粉尘•（3）混合粉尘矿物性粉尘金属性粉尘人工无机粉尘28•3.按粉尘的成分划分•（1）无机粉尘•（2）有机粉尘•（3）混合粉尘植物性粉尘动物性粉尘人工有机粉尘29•3.按粉尘的成分划分•（1）无机粉尘•（2）有机粉尘•（3）混合粉尘以上两种或者多种粉尘的混合物30在开采之前因地质作用和地质变化等原因而生成的粉尘。原生粉尘存在于煤体和岩体的节理、层理和裂隙之中。31•4.按粉尘成因划分•（1）原生粉尘•（2）次生粉尘32悬浮于空气中的粉尘。是生产过程中检测和防治的重点。烟、雾等。33•5.按粉尘的存在状态划分•（1）浮游粉尘（浮尘）•（2）沉积粉尘（落尘）•浮尘和落尘在不同风流环境下可以相互转化。从空气中沉降下来的粉尘。工作地点（台面）、机械设备上的落尘以及燃烧过后的灰等。34粉尘采样时获得的包括各种粒径在内的粉尘的总和。35生产过程中产生的粉尘的总称。36粒径在5μm以下的粉尘。危害最大是1μm-2μm的微细尘粒。它能通过人体上呼吸道而进入肺泡区，是导致尘肺病的病因，对人体健康威胁甚大。37含游离SiO2在10%以上的粉尘。它是引起矽肺病的主要因素。38含游离SiO2在10%以下的粉尘。39经过粉尘爆炸性鉴定，确定悬浮在空气中的粉尘在一定浓度和有引爆热源的条件下，本身能发生爆炸或传播爆炸的粉尘。40经过爆炸性鉴定，不能发生爆炸或传播爆炸的粉尘。41能够减弱和阻止有爆炸性粉尘爆炸的粉尘，如岩粉等。9.按粉尘物性尘可溶性粉尘、不溶性粉阻尘、导电性尘高比电阻尘、一般比电可燃尘、不燃尘尘、强粘尘不粘尘、微粘尘、中粘吸湿性、不吸湿性粉尘粉尘基本参数与性质（一）粉尘的粒径1.单颗粒粒径的表示方法（1）投影径：用显微镜法直接观察时所得到的粒径。①定向径dF：尘粒投影面上两平行切线之间的距离，通常取与底边平行者，如图中1线段。四、粉尘的理化特性2H粉尘基本参数与性质粉尘基本参数与性质补充——“目”•“目”是指每平方英吋筛网上的空眼数目，50目就是指每平方英吋上的孔眼是50个，500目就是500个，目数越高，孔眼越多。•除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。目数越大，孔径越小。•一般来说，目数×孔径（微米数）＝15000。比如，400目的筛网的孔径为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。Nnddii121)1(22iindNd31)1(33iindNdNnNnngNdddd2121粉尘基本参数与性质各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度和数量分散度。质量分散度Pm：是指各粒径范围内粉尘的质量(mg)占粉尘的总质量(mg)的百分比。数量分散度Pn：是指各粒径范围内粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比。m—某级粒径粉尘的质量，mg；n—某级粒径粉尘的颗粒数，颗。%100mmPm%100nnPn（三）粒径的频谱分布1.表示粒径分布的方法列表法图示法（三）粒径的频谱分布1.表示粒径分布的方法列表法图示法频率分布图（直方图）相对频率分布累计频率分布（筛上，筛下）•2.粒径分布函数•正态分布函数•对数正态分布函数•韦布尔分布函数•洛森-莱姆莱尔函数•洛莱尔分布粉尘基本参数与性质3、安置角——评价粉尘流动特征的指标（1）静安置角（自然堆积角）（30°流动性好，30°～45°流动性中，45°流动性差）（2）动安置角（滑动角）（3）影响因素：粒径、含水率、形状、表面光滑程度、粘滞性（4）作用：设计除尘器灰斗或料仓锥度、除尘管道或输灰管道倾斜度以及设计漏斗排料是否加振动器的主要依据。粉尘基本参数与性质4、比表面积——评价粉尘活性的指标5、附着性和凝聚性黏附性带电量湿润性含水率表面粗糙形状不规则粒径粉尘基本参数与性质6、湿润性黑等）疏水性粉尘（石墨、碳、石英等）亲水性粉尘（锅炉飞灰湿润性粘着力表面张力压力含水率表面粗糙温度粒径影响因素衡量湿润性指标:湿润接触角(θ)。θ60°时,表示湿润性好,为亲水性；θ90°时,湿润性差,属于疏水性。粉尘的湿润性是湿式防、除尘的依据。θ液滴θ粉尘基本参数与性质7、磨损性磨损性气流速度带棱角浓度密度硬度粉尘基本参数与性质粉尘荷电性：指粉尘能被荷电的难易程度。悬浮空气中粉尘荷电原因：破碎时的摩擦、粒子间撞击或放射性照射、外界离子或电子附着等。影响荷电量大小因素：粉尘的成分、粒径、质量、温度、湿度等有关。衡量粉尘导电性的指标：粉尘比电阻（单位厚度单位面积的粉尘层所具有的电阻值）。8、荷电性与导电性粉尘基本参数与性质9、黏性10、光学特性12、爆炸性分子力毛细力静电力11、粉尘的形状及硬度1、爆炸危害性能发生爆炸的粉尘称为可爆尘。粉尘爆炸现象是瞬间爆炸，伴随高温、高压。井下具有爆炸性的粉尘主要是硫化粉尘和煤尘。粉尘的危害粉尘除发生爆炸灾害外，还有下面灾害粉尘的危害对人体危害粉尘对五官、皮肤的刺激作用引起炎症有毒粉尘（铅、砷、汞等）引起中毒各类粉尘进入人体肺部引起尘肺病对生产影响粉尘可降低产品质量粉尘可降低机器工作精度粉尘可降低光照度和能见度，诱发事故粉尘对环境的污染粉尘危害§1.3粉尘的危害肺泡粉尘危害肺泡区气管、支气管喉部）上呼吸道（鼻、口、咽粉尘危害粉尘危害不同粒径在各部位的沉积率呼吸性粉尘：粒径小于或等于5微米车间产尘粒径小于10微米。2微米以下占40%～90%吸入呼吸器官的气溶胶粒子粉尘危害粉尘危害影响肺尘埃沉着病的发病因素：粉尘粒径及分散度粉尘的成分粉尘浓度接触粉尘的时间个体方面的因素（掌握）粉尘危害粉尘危害粉尘危害粉尘爆炸爆炸条件及过程1）三个条件：（1）粉尘本身具有爆炸性；（2）粉尘本身悬浮在一定含氧量的空气中，浓度在爆炸极限范围内；（3）引起粉尘爆炸的点火源。2）过程：（1）尘粒得到能量温度升高—粒子周围生成气体—与空气混合成爆炸性气体，遇火产生火焰；（2）粒子内部发生反应，迸发出微小火花，成为点火源，使粉尘着火，扩大爆炸范围；（3）燃烧产生热量促进粉尘分解，补充爆炸源，形成连锁反应。特性：与气体爆炸相比有3个特点a.足够数量的尘粒；b.燃烧过程复杂，感应期长；c.点爆的起始能量大。d.产生粘焦。危害：（1）有二次爆炸的可能性（2）会产生两种有毒气体：一氧化碳、爆炸物自身分解的有毒气体。粉尘危害粉尘危害工业有害因素控制标准三种职业接触限值是指工作地点空气中任何一次有代表性的采样测定均不得超过的浓度。最高容许浓度时间加权平均阈限值短时间接触阈限值急性作用大、刺激作用强和危害性较大的危害物质而制定的。（毒性粉尘、一些添加剂、化学剂等）三种职业接触限值指正常8小时工作日或40小时工作周的时间加权平均浓度不得超过的接触限值。最高容许浓度时间加权平均阈限值短时间接触阈限值对劳动者一个工班的职业危害监测，掌握职业危害情况，要求采集有代表性的样品（个体采样，区域采样）PC-TWA＝(∑hi×Ci)/8三种职业接触限值是在一个工作日的任何时间均不得超过的15分钟时间加权平均接触限值。每天接触不得超过4次，且前后两次接触之间至少要间隔60分钟。同时，当日的时间加权平均阈限值亦不得超过。最高容许浓度时间加权平均阈限值短时间接触阈限值对浓度变化较大的工作地点，进行监督评价。一般采用一个工作班分时段采样。该值为该粉尘时间加权平均浓度的接触上限值。大气环境标准分类（1）按其用途可分为•大气环境质量标准•大气污染物排放标准•大气污染控制技术标准•大气污染警报标准以保障人体健康和正常生活条件为主要目标，规定出大气环境中某些主要污染物的最高允许浓度。它是进行大气污染评价，制订大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据，是进行大气环境管理的依据。以实现大气环境质量标准为目标，对污染源排入大气的污染物容许含量作出限制，是控制大气污染物的排放量和进行净化装置设计的依据