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,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311kg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40m，相当于一般筛分的最小粒径，在空气中极易沉降。,21,粒径为10m40m，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0.25m10m，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0.25m，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FF阻时，尘粒呈加速下降；F=F阻时，尘粒呈等速下降；FF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5m以下的粉尘。危害最大是1m-2m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,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。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,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。,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。,（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）（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,粉尘基本参数与性质,6、湿润性,影响因素,衡量湿润性指标:湿润接触角()。90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。,粉尘基本参数与性质,7、磨损性,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,粉尘危害,1.3粉尘的危害,肺泡,粉尘危害,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(hiCi)/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，同时也是环境管理部门的执法依据。,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,是大气污染物排放标准的一种辅助规定。它是根据大气污染物排放标准的要求，结合生产工艺特点、燃料、原料使用标准、净化装置选用标准、烟囱高度标准及卫生防护带标准等，都是为保证达到污染物排放标准而从某一方面作出的具体技术规定，目的是使生产、设计和管理人员易掌握和执行。,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,是大气环境污染不致恶化或根据大气污染发展趋势，预防发生污染事故而规定的污染物含量的极限值。超过这一极限值时就发生警报，以便采取必要的措施。警报标准的制订，主要建立在对人体健康的影响和生物承受限度的综合研究基础之上。,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,（2）根据其适用范围分国家标准地方标准行业标准,环境排放标准作业场所限制毒害物质对外排放的数量。数量产品排放量排出气体中有害物浓度单位时间的排放量大气污染物综合排放标准（GB162971996）环境空气质量标准（GB3095-1996）10种污染物浓度限值（SO2、总悬浮颗粒数（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、NOX、NO2、CO、O3、Pb、苯并芘、氟化物）大气环境质量分为三级。P12,制定大气污染物排放标准遵循的原则：以大气环境质量标准为依据，综合考虑控制技术的可能性和地区的差异性。排放标准的制订方法：按最佳适用技术确定的方法；按污染物在大气中的扩散规律推算的方法；按环境总量控制法制定排放标准。,排放标准的制订方法：,在现阶段效果最好、且经济合理的实际应用的污染物控制技术。浓度法林格曼黑度图法单位产品容许污染物排放量法优点：便于实施与监督缺点：不一定能满足大气环境质量标准，显得过严,按最佳适用技术确定的方法；按污染物在大气中的扩散规律推算的方法；按环境总量控制法制定排放标准。,排放标准的制订方法：,以大气环境质量标准为依据，应用污染物在大气中的扩散模式推算出不同烟囱高度时的污染物容许排放量或排放标准，或者根据污染物排放量推算出最低烟囱高度。,按最佳适用技术确定的方法；按污染物在大气中的扩散规律推算的方法；按环境总量控制法制定排放标准。,排放标准的制订方法：,最科学对整个地区排放的污染物总量加以限定的方法。它是根据地区环境的自净能力环境容量，确定出该地区容许排放污染物总量。环境管理部门再按责任分担率计算出各个污染源的容许排放量。,按最佳适用技术确定的方法；按污染物在大气中的扩散规律推算的方法；按环境总量控制法制定排放标准。,卫生学调查,（1）了解企业的概况。（2）了解所用原料、成品、半成品的化学成分和矿物组成。（3）了解接触粉尘的工人数、年龄、工龄、工作和性别等。（4）了解防尘机构及其以往工作情况。（5）了解企业医疗卫生部门概况及其工作情况。,工业有害因素控制标准,粉尘检测,1.测尘的目的（1）解粉尘的理化性质（化学组成、分散度等）（2）粉尘浓度，为日常的卫生管理和采取的必要防尘措施提供依据。（3）对采取的防尘技术措施的效果进行卫生学评价。2.测尘的要求准确性、代表性3.测尘的项目：主要有粉尘浓度、粒径分布、游离二氧化硅含量。,工业有害因素控制标准,Changeairdirection改变途径Dilutionventilation整体换气Increasedistance增加距离Erectbarrier设立屏障Housekeeping环境的整洁,Moveworkeroutofpath远离扩散途径Trainingandeducation训练及教育Enclose围封PPE个人防护具Rotation员工轮调Medicalsurveillance职前体检/定期健康检查,工程控制措施管理控制措施个人防护用品,环境管理-作业管理-工人能力和健康,工人,接触途径,源头,88,COSHABeijingNovPercy,Substitution取代Processchange变更作业方法Automation自动化遥控Processenclosure密闭Processisolation隔离Drytowetmethods湿式作业Localexhaustventilation