化工厂工程控制的原则.ppt

化工廠工程控制的原則 替代substitution 用焊接管代替flangedpipes 用毒性低的溶劑 用水作為熱媒代替油等減輕attenuation 降低溫度壓力 例如使用觸媒 減壓蒸餾等隔離isolation 控制室與操作現場隔開 危險性設備與化學品放在特別房間內等減量intensification 改用小型反應器 減少庫存等包圍enclosure 將整個設備包起來 用氣體輸送法輸送有害粉塵等局部換氣localventilation 控制有害物產生區的環境氣氛 化工廠工程控制的原則 2 7 稀釋通風dilutionventilation 期望降低有害物濃度 配合過濾系統除去有害物8 濕法wetmethods 減少粉塵影響 使用waterspray等9 好的管理goodhousekeeping 設計清洗系統 用水或蒸汽 設計良好的排水系統 可供緊急情況下使用10 個人保護 最後一道防線 工業通風IndustrialVentilation 簡單的說就是整體換氣 displacementventilation 與局部排氣 localexhaust 兩種工程 其目的在於控制作業環境中的有害物或危險物的濃度 使在限制數值之下 整體換氣 是以新鮮的空氣稀釋被污染的空氣 希望改善室內的空氣品質 indoorairquality 除污染物外 也要考慮溫度及濕度 整體換氣比較不適合 氣味及粉塵的控制 因為二者的擴散能力強 所以需要的新鮮空氣量大 增加成本 換氣量計算 依室內人數計算 每小時換氣量m3 hr 人數x每個人每小時換氣量 例如勞委會的規定 工作場所每一勞工所佔m3每一勞工所需新鮮空氣m3 min28 30 14以上 換氣量計算 2 2 依室內容積計算 每小時換氣量 室內容積 m3 x每小時換氣次數 1 hr 場所種類換氣次數工廠一般作業室6塗裝室20發電變電室20一般建築事務室6會議室12有害氣體塵埃發出的地方20以上 換氣量計算 3 依據液體蒸發速率 TLV值計算換氣量 適用於毒性物質 換氣量 m3 min 1446x溶劑比重x106x蒸發率 kg sec xK 溶劑分子量xTLV K為安全係數 取3 10之間 依TLV值大小建議如下 TLV ppm 500500400300200100 100K34568910 換氣量計算 4 對可燃液體而言 依據其蒸發量以及LEL計算之 換氣量 m3 min CMM 1446x溶液比重x100 x蒸發率 kg sec 分子量x LELxC xB 其中B 1當溫度不高於250oF B 0 75 當溫度高於250oFC 25 for一般作業 C 1 0 5 for特殊危害控制情況LEL lowerexplosivelimit燃燒或爆炸下限 一般作業控制在該值的25 處 特殊危害物質作業時 則降低到1 0 5 依有機溶劑中毒預防規則計算 溶劑種類換氣量CMM第一種溶劑作業時間一小時內消費量 g hr x0 3第二種溶劑作業時間一小時內消費量 g hr x0 04第三種溶劑作業時間一小時內消費量 g hr x0 01 適用於單純的有機溶劑或其混合物 計算範例 對象 乙酸異丙酯 基本數據TLV250ppm MW 102 作業空間 9 3mx9mx3 3m 飽和蒸汽壓 47 5mmHg 作業溫度下 第二類有機溶劑 LEL 1 8 比重 0 87 蒸汽密度 3 52kg m3先估計蒸發速率 得到5 45x10 4kg sec然後使用不同的方法 估算換氣量 結果得到TLV法 142 8CMM LEL法 3 73CMM室內容積法 138 1 有機溶劑中毒預防規則 78 5CMM 理論上應該選取最大的數值 也就是142m3 min 作為換氣量工程設計使用 其他注意事項 排氣管內 要避免有機蒸汽的累積 避免引起火災 方法之一為增設活性碳的設備 但必須注意活性碳吸附床的保養維修 科學園區的半導體廠 曾經因為廢棄的排氣管中 通入不相容的氣體 最後導致火災抽氣量大 可能造成作業環境的溫度下降 也許對製程並不好的效果 需要折中處理 在製程 環保 安全中 選擇最適化的作業條件 人的呼吸 進入大型儲槽維修 or類似情況 其內的氧氣夠不夠 基本資料 正常人的肺部體積5L 每次約呼吸500ml 其中僅350ml與肺部交換 呼吸速度約30L min I e 每秒一次 肺部內氧氣濃度約16 人類吸入16 氧的空氣 就會發生不適應現象 當氧氣濃度降到11 12 就會昏迷 6 呼吸停止如果進入純氮容器內工作 又未攜帶空氣鋼瓶 吸幾口氣後就會昏迷 多久會死亡 Vdy dt m y m 30L min V 5L t 0 y 0 16 解之 當y 11 時 t 6 9sec會昏迷當y 6 t 17 9sec會死亡 缺氧狀態的症兆 氧氣含量症兆12 14 呼吸深沈 脈搏加速 手腳不協調10 12 Cheyne Stokes呼吸 昏眩 poorjudgement 嘴唇變藍8 10 昏睡感 嘔吐 昏迷 臉泛紅6 8 8min100 的生物都會死亡 6min可以救回一半 4 5mn大部分都能救回4 40sec就昏迷 抽慉 呼吸停止 死亡 利用電腦模擬計算換氣量 以上諸公式 明顯的僅為依據經驗得到 所以不會太精確 若能利用我們對流體力學的知識 模擬作業環境內的流場 物質分佈 乃至於溫度 濕度分佈都可以得到 如此將更有助於精確的設計換氣量 不至於過大或不足 工研院經驗 可用於噴漆作業 造漆作業 或噴砂作業等所需要的氣流亭設計 氣流亭模組單元設計的流程圖 污染物隨著這氣流穿過右下方百葉槽縫進入過濾區 而被濾除 氣流亭的概念 模組化氣流亭為有效的控制手段 取自工安環保報導第四期 氣流亭模組實體及其面速測試 局部排氣 其設計步驟包括 氣罩設計 如上吸 下吸 側吸 吹吸等不同的方式 在最恰當高度 以最經濟風量捕集有害物質管路設計 計算各段的風管壓損 及壓力平衡尾氣處理設計 適合排氣成分的處理設備 例如集塵 濕式洗滌塔 活性碳塔等風車 計算排氣量以及系統的靜壓損 輸送速度的範圍 有害物輸送風速 m min 蒸汽 氣體 煙305 370燻煙fume427 610非常輕細粉塵610 762乾粉塵762 1070重粉塵1220 1370重或潮濕粉塵 1370 吹吸式局部排氣設計示意圖 使用理由 該廢水槽區 污染源面積廣 且風車換氣量有限 因此改為吹吸式 可以不必大幅增加換氣量 節省一些成本 9m 活性碳 打粉機的示意圖 作業期間會造成粉塵溢出的幾個地方 A處 儲槽下料的地方B處 抽風口C處 打完粉後 下料到另一個儲槽個別設計小型的局部抽氣罩 解決粉塵問題 排風機 進氣口位置之良莠探討 理想的設計 都是希望避免污染的空氣接觸到操作人員 氣罩分類 包圍型 一般排氣量較低 效果高 例如覆蓋型 套箱型 glovebox 崗亭式 建築崗亭型等 外裝式氣罩 例如側邊型氣罩 懸吊型全面開口氣罩 懸吊型三面開口氣罩 底邊型氣罩 側向吸引型 下向吸引型 上向吸引