工业空气与粉尘危害控制技术（通风除尘技术）

大气的主要成分及其基本性质

0.030.05大气的主要成分及其基本性质主要空气成分N2O2其它CO2分子式百分比单位：%体积百分比质量百分比78.0975.5520.9523.130.931.25呼吸空气L/min工作状态1氧气（O2）大气的主要成分及其基本性质不同劳动强度的人体耗氧量体力劳动强度氧消耗量L/min休息轻度中度重度极重——Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级6—1520—2530—4040—6040—800.2—0.40.6—1.01.2—1.61.8—2.42.5—3.0

1氧气（O2）大气的主要成分及其基本性质人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系17%静止时无影响，工作时能引起喘息和呼吸困难15%呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感觉和判断能力降低，失去劳动能力10%~12%失去理智，时间稍长有生命危险6%~9%失去知觉，呼吸停止，如不及时抢救几分钟内有生命危险2氮气（N2）大气的主要成分及其基本性质惰性气体，无色、无味、无臭，相对密度为0.97，不助燃，也不能供人呼吸正常情况下对人无害利用其惰性可用于防火、灭火和防止气体及粉尘爆炸3二氧化碳（CO2）大气的主要成分及其基本性质无色、略带酸味的气体，相对密度为1.52，不助燃，也不能供人呼吸，易溶于水在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的空气中含有二氧化碳浓度过高，也会使空气中氧浓度相对降低，造成人员中毒或窒息大气的主要成分及其基本性质二氧化碳中毒症状与浓度的关系1%5%3%6%7~9%9~11%呼吸急促，心跳加快，头痛，人体很快疲劳呼吸加深，但对工作效率无明显影响呼吸困难，头痛，恶心，呕吐，耳鸣严重喘息，极度虚弱无力动作不协调，大约10min内可发生昏迷几分钟内可导致死亡作业场所空气成份一、主要成份1.氮气（N2）2.氧气（O2）3.二氧化碳（CO2）一、主要成份1.氮气（N2）2.氧气（O2）3.二氧化碳（CO2）一、主要成份1.氮气（N2）2.氧气（O2）3.二氧化碳（CO2）1一氧化碳二、有害成份来源：燃烧、爆炸时的产物，或来自煤气的渗漏特征：无色、无味、无臭，相对密度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合，能燃烧，有爆炸危险危害：造成人体血液“窒息”，严重造成死亡我国安全规程规定：空气中CO浓度不得超过24ppm（体积浓度，按质量浓度计算为0.03mg/L或30mg/m3）二、有害成份2硫化氢来源：污水池、下水道等特征：无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，相对密度1.19，易溶于水，能燃烧，有爆炸危险危害：剧毒、有强烈的刺激作用，不但能引起鼻炎、气管炎和肺水肿，而且还能阻碍生物的氧化过程，使人体缺氧中毒症状：急性中毒后遗症是头痛和智力低下，慢性中毒症状是眼球酸痛，有灼伤感，肿胀畏光，并引起气管炎和头痛我国安全规程规定：车间空气H2S含量不得超过10mg/m3二、有害成份3氮氧化物来源：燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程特征：NO2是褐红色气体，有强烈的刺激气味，相对密度为1.59，易溶于水危害：对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺气肿中毒症状：指头出现黄色斑点，并出现严重的咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡NO对人体的生理影响还不十分清楚，它与血红蛋白的亲和力比CO还要大几百倍。如果动物与高浓度的NO相接触，可出现中枢神经病变4甲烷二、有害成份特征：无色、无味、无臭的气体难溶于水扩散性较高在空气中具有一定浓度并遇到高温（650～700℃）时能引起爆炸5苯二、有害成份特征：无色透明带特殊芳香味的无色液体极易挥发微溶于水，易溶于酒精、乙醚、氯仿、丙酮等易引起燃烧爆炸、致癌作用6氰化物二、有害成份比较常见的有氰氢酸、氰酸盐类、腈类、氰甲酸酯类、氯化氰、溴化氰等剧毒物质，以氰化氢（HCN）毒性最大二、有害成份7二硫化氢特征：无色、有强烈硫磺味，易溶于水，在风速较小时，易积聚于作业场所的底部危害：对眼睛和呼吸器官有刺激和腐蚀作用，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时引起肺病水肿甚至死亡来源：含硫矿物氧化、燃烧，金属矿物的熔烧，毛和丝的漂白，化学纸浆和制酸等生产过程我国安全规程规定：车间空气中SO2的允许浓度为15mg/m38甲醛二、有害成份特征：无色有强烈刺激性气味，相对密度1.06来源：人造板材、某些装饰布、装饰纸和许多新家具都可释放危害：对人的皮肤、眼结膜、呼吸道黏膜等有刺激作用，可导致流泪、头晕、头痛、乏力、视物模糊等症状，严重者可有持续咳嗽、声音嘶哑、胸痛、呼吸困难等症状9铅蒸汽二、有害成份特征：有毒的淡灰色金属温度达400—500℃时会产生大量蒸气不是人体必须的元素反映铅在体内含量的指标为血铅、尿铅10汞蒸汽二、有害成份特征：一种液态金属在常温下非常容易挥发成汞蒸气汞及其化合物为剧毒物质人一次吸入加热的2.5g汞所产生的蒸气可以致死11锰蒸汽二、有害成份特征：脆而硬的灰白色金属在自然界以氧化物或盐类形式存在在空气中很快氧化成黑灰色的MnO及棕红色的Mn3O4作业场所气象条件对人体的影响对流辐射蒸发一、人体与周围环境的热交流对流辐射蒸发一、人体与周围环境的热交流对流辐射蒸发一、人体与周围环境的热交流二、影响作业场所气象条件的基本参数空气湿度空气温度其它因素新风量空气流速基本参数肺尘埃沉着病肺尘埃沉着病肺泡肺尘埃沉着病山现象冰我国职业危害现状实际职业病远远超过报告病例数肺尘埃沉着病肺尘埃沉着病新疆60余尘肺病患者洗肺一工人洗出48瓶黑水1.肺尘埃沉着病的分类炭系肺尘埃沉着病肺硅尘埃沉着病肺硅酸盐尘埃沉着病金属肺尘埃沉着病肺混合尘埃沉着病05040302011.肺尘埃沉着病的分类正常肺石棉肺硅肺镉肺煤尘肺2.发病机理上呼吸道（鼻、口、咽、喉部）气管、支气管肺泡区>15μm－非吸入性粉尘<15μm－可吸入性粉尘10～15μm上呼吸道10～15μm气管支气管<5μm细支气管肺泡呼吸性粉尘：能够穿透人呼吸道自然防护体系，进入肺泡的，并会永久停留在肺部的微小颗粒物，粒径在5个微米以下，其粒度肉眼无法看见｛2.发病机理鼻毛纤毛粘液咳嗽2.发病机理健康的纤毛健康人的纤毛，它们直立且密集，能够有效地将粘有污染物的粘液排出体外受损的纤毛一个吸烟人的纤毛，部分纤毛已经消失，剩下的比较稀疏，这是吸烟对人体危害的一个反应，而长期暴露于空气污染物的人纤毛也会受到同样损坏3.肺尘埃沉着病的发病症状重体力劳动时，呼吸困难、胸痛、轻度咳中等体力劳动或正常工作时感觉呼吸困难、胸闷，干咳或带痰咳嗽做一般工作甚至休息时，也感到呼吸困难、胸痛，连续带痰咳感，甚至咯血和行动困难1234.影响肺尘埃沉着病的发病因素粉尘径粒12粉尘成份3粉尘浓度5个体因素4接触时间影响因素粉尘爆炸一、粉尘爆炸的条件粉尘爆炸五个要素燃烧三要素特定要素氧气爆炸性粉尘点火源粉尘扩散受限空间二、粉尘爆炸的过程01爆炸性粉尘氧化反应释放能量02诱发较大区域粉尘反应、释放能量03温度、压力急剧上升、气体急剧膨胀三、粉尘爆炸的特征点燃粉尘所需的初始能量大粉尘爆炸感应长破坏力更强易发生不完全燃烧，产生CO二次爆炸或多次爆炸可能性大多半会产生“粘蜡”四、影响粉尘爆炸的主要因素粒径及分散度组分及性质灰分及水分可燃气含量粒子形状氧含量点火能量粉尘的概念及分类粉尘的概念及分类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：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安全事故作业环境中存在职业病危害因素职业病1.粉尘的概念及来源泛指因机械过程（如破碎、筛分、运输等）和物理化学过程（如冶炼、燃烧、金属焊接）而产生的、粒径一般在1mm以下的微细固体颗粒。其中，因物理化学过程而产生的微细粒子又称为烟尘粉尘1.粉尘的概念及来源空气中微粒液体微粒固体微粒雾尘烟机械分散性固体微粒机械分散性固体微粒烟或尘1.粉尘的概念及来源316724物质的不完全燃烧、金属蒸汽在空气中冷凝氧化矿石加工机械制造工业中原料破碎、配料、清砂耐火材料、玻璃、水泥、陶瓷等工业的原料加工皮毛、纺织工业的原料处理，粮食、茶叶等加工固体原料加工处理、包装等矿山开采隧道开凿51.粉尘的概念及来源1.粉尘的概念及来源1.粉尘的概念及来源1.粉尘的概念及来源按成分物性2.粉尘的分类粉尘分类inorganicdustOrganicdustMixeddust矿物性粉尘、金属性粉尘、人工无机粉尘动物性粉尘、植物性粉尘、人工有机粉尘煤矽尘、电焊烟尘2.粉尘的分类按粒径大小可见粉尘（d＞10～15μm）粗尘（d＞40μm，极易破碎，是最小筛分粒径）细尘（d=10~40μm，明亮阳光下可见，静止空气中加速沉降）显微粉尘（d=0.25～10μm，静止空气中等速沉降）超显微粉尘（d＜0.25μm）按粒径大小2.粉尘的分类1呼吸性粉尘（5μm以下）对人体健康危害最大2全尘又称生产性粉尘按卫生学角度2.粉尘的分类按粉尘物性吸湿性、不吸湿性粉尘不粘尘、微粘尘、中粘尘、强粘尘可燃尘、不燃尘高比电阻尘、一般比电阻尘、导电性尘可溶性粉尘、不溶性粉尘2.粉尘的分类按胶体化学观点分类粉尘是一种分散体系，其中分散相是固体微小颗粒，分散媒是空气灰尘（dust）包括所有固态分散性微粒；粒径上限约为200μm浮尘（飘尘）悬浮在空气中的粉尘，粒径在10μm以下，在大气中浮游数量最多的微粒粒径为0.1～10μm落尘（积尘）沉积在器物表面、地面及有限空间四周的粉尘，粒径在10μm以上12.粉尘的分类按胶体化学观点分类烟（smoke）包括所有凝聚性固态微粒，以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而生成的微粒，通常是高温下生成的产物2粒径范围约为0.01～1μm，一般在0.5μm以下。如铅金属蒸气氧化生成的PbO，木材、煤、焦油燃烧生成的烟就是属于这一类2.粉尘的分类按胶体化学观点分类雾（mist）包括所有液态分散性微粒和液态凝聚性微粒，粒径范围约为0.1一10μm3烟雾（smog）分散性和凝聚性固体微粒和液体微粒混合体4烟尘（fume）分散性和凝聚性固体微粒的混合体52.粉尘的分类从环境保护“降尘”粒径在10μm以上，较大的微粒沉降速度快，经过一定时间后不可能仍处于浮游状态“飘尘”粒径在10μm以下，在大气中浮游数量最多的微粒粒径为0.1～10μm粉尘的扩散与传播原理1.剪切压缩造成的尘化作用粉尘主要是依赖气流的运动来进行扩散的，粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气的作用称为尘化作用筛分物料的振动筛上下振动时，使疏松的物料不断受挤压，物料间的粉尘随高速向外运动的气流一起逸出，如图1.1所示图1.1剪切造成的尘化作用2.诱导空气造成的尘化作用物体或块、粒状物料在空气中高速运动时，带动周围空气随其一起运动，这部分空气称为诱导空气，如图1.2所示图1.2诱导空气造成的尘化作用例如，砂轮磨光金属时，在砂轮高速旋转下甩出的金属屑会产生诱导空气，使磨削下来的细粉尘随其扩散，如图1.3所示图1.3诱导空气的尘化作用3.热气流上升造成的尘化作用由于一些产尘设备产生大量的热量，其表面的空气被加热而产生上升热气流，一些粉尘在上升热气流的作用下，会随着上升热气流一起运动，产生尘化作用例如锅炉中煤炭的燃烧、炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等过程所引起的尘化作用4.综合性尘化作用综合性尘化作用是指由剪切和诱导空气等几个因素共同作用的一种尘化作用。例如皮带运输机运输的粉料从高处下落到地面的过程5.粉尘在空气中的传播一次尘化作用使粉尘从静止状态进入周围空气呈运动状态。引起一次尘化作用的气流称为尘化气流由于细小的粉尘本身没有独立运动能力，一次尘化作用带给粉尘的能量并不能使粉尘扩散飞扬，只能在局部地点造成空气污染。由于通风或冷热气流对流所形成的室内气流（称为二次气流），在局部地点带动含尘空气在整个车间内流动，造成粉尘进一步扩散。污染空气环境的主要原因是二次气流。二次气流速度越大，粉尘扩散越严重，如图1.4所示图1.4二次气流对粉尘扩散的影响粉尘的主要物理参数1.个体粉尘粒径投影径定向径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线段用显微镜法直接观察时所得到的粒径1011.个体粉尘粒径定向等面积径dM：将粉尘投影面积等分为二的直线长度，如线段202投影面积径dH：与粉尘的投影面积相同的某一圆面积的直径03长径：不考虑方向的最长投影距离，如线段304短径：不考虑方向的最短投影距离，如线段4051.个体粉尘粒径几何当量直径2等投影面积径01等体积径02等表面积径03体面积径04周长径05物理当量直径3阻力径01自由沉降径02空气动力径032.粉尘粒度1算数平均粒径2平均表面积径3体积（质量）平均径一般情况下，d1<d2<d34几何平均粒径3.比表面积4.密度比表面积指粉尘单位质量的表面积粉尘密度单位体积粉尘的质量称粉尘密度，单位为kg/m3或g/cm31真密度排除粉尘间空隙以纯粉尘体积计量的密度称为真密度2堆积密度自然状态下单位体积粉尘的质量34.密度真密度假密度/堆积密度/表现密度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：是指各粒径粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比5.粉尘浓度和分散度6.比电阻比电阻是指单位面积、单位厚度粉尘的电阻6.比电阻影响粉尘比电阻的主要因素是粉尘的成分、温度和湿度燃煤中含硫量与粉尘比电阻的关系烟气温度与粉尘比电阻关系7.安置角与滑动角安置角17.安置角与滑动角安置角将粉尘自然并连续落到水平板上，堆积成圆锥体，圆锥体的母线同水平面的夹角，即圆锥体的锥体角，称为粉尘的安置角，也叫休止角、堆积角、安息角等（<30°流动性好，30°～45°流动性中，>45°流动性差）7.安置角与滑动角滑动角2滑动角是指将粉尘置于光滑平面上，使光滑平面倾斜至粉尘开始滑动时的倾斜角7.安置角与滑动角粉尘的安置角及滑动角是评价粉尘流动特性的一个重要指标，是设计除尘器灰斗锥度、除尘管路倾斜度等的主要依据工业通风的作用及其方法一、工业通风及其作用一、工业通风及其作用一、工业通风及其作用工业通风——将外界的新鲜空气送入有限空间内，又将有限空间内的废气排至外界稀释或排除生产过程产生的毒害、爆炸气体及其粉尘，促进工业安全生产给作业场所送入足够数量和质量的空气，供作业人员呼吸调节作业场所的温度、湿度等气象条件，为作业人员提供舒适的作业环境作用：二、工业通风方法按通风系统的动力不同，通风方式可分为自然通风和机械通风1自然通风自然通风是依靠室内外空气温度差所造成的热压和室外风力造成的风压来实现换气的通风方式二、工业通风方法热源排气进风排气进风热压自然通风特点：温差越大，热压越大，通风效果越好1.热压作用下自然通风二、工业通风方法2.风压作用下的自然通风图2为利用风压进行的自然通风，气流由建筑物迎风面的门窗进入房间内，同时把房间内的空气从背风面的门窗压出去。因此，在房间内形成了一种由风力引起的自然通风，这种通风方式称为风压作用下的自然通风二、工业通风方法背风面迎风面+-风压自然通风特点：自然界风力变化大，通风效果难以控制二、工业通风方法自然通风可分为有组织自然通风和无组织自然通风有组织自然通风是利用车间的侧窗和天窗进行的，通过控制其开启度，调节进、排气量，无组织自然通风是靠门窗缝隙进行的影响自然通风的因素很多，如室内外空气的温度、室外空气的流速和流向、车间门窗孔洞以及缝隙的大小以及位置等等，所以其风量是变化的。所以要根据具体情况不断调节进排风口的开启度，来满足需要自然通风的特点是投资小、经济性好，但是作用、适用范围小，主要用于工业热车间；由于自然界风向的不确定性，一般在设计时不考虑风力作用的自然通风二、工业通风方法2机械通风机械通风是利用通风机产生的动力，进行换气的方式离心式通风机轴流式通风机2机械通风二、工业通风方法均匀排风系统局部排风系统2机械通风二、工业通风方法2134除尘系统1—有害物收集器2—风管3—风机4—除尘器机械进风系统1—百叶窗2—空气过滤器3—空气加热器4—通风机5—风管6—空气处理室7—电动机8—空气分布器23647582机械通风二、工业通风方法1二、工业通风方法按通风系统的作用范围不同，通风系统可分为全面通风和局部通风1.热压作用下自然通风全面通风是在房间内全面进行通风换气。全面通风的目的在于稀释房间空气中的污染物和提供房间需要的热量。其特点是作用范围广、风量大、投资和运行费用高，当采用局部通风方式难以保证卫生标准时采用全面通风可以利用机械通风来实现，也可用自然通风来实现，全面通风可分为全面排风和全面送风2机械通风二、工业通风方法风机全面机械排风系统2机械通风二、工业通风方法2机械通风二、工业通风方法风机全面机械送风系统2机械通风二、工业通风方法送风电解精练槽排风单向流通风示意图特点：通风量小，通风效果好2机械通风二、工业通风方法有害物质发生源污染气流均匀流通风示意图2机械通风二、工业通风方法污染气流有害物质发生源控制室-+均匀流通风示意图2机械通风二、工业通风方法1.热压作用下自然通风局部