Очищення атмосферного повітря у приміщенні

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУП

У промислово розвинутих країнах науково-технічна революція привела до інтенсивного зростання обсягів виробництва з одночасним ускладненням те- хнологічних процесів і засобів праці. Таке положення логічно викликало зміну умов праці. Поряд з удосконаленням технологій, автоматизацією процесів, використанням робототехнічних комплексів і застосуванням інших напрямків, що полегшують працю, практично на кожному робочому місці існують негативні фактори, що створюють загрозу для здоров'я, а в деяких випадках і для життя працюючої людини. Причому, розробка сучасних і удосконалювання відомих технологій, створення нових чи удосконалення існуючих антропогенних об'єктів часто викликає виникнення нових або підвищення інтенсивності існу- ючих негативних виробничих факторів.

Ця теза безпосередньо стосується і виробничих умов, що формуються при виконанні робіт в електроустановках. У зв'язку з цим сучасний підхід до вирішення завдань охорони праці повинен полягати не в апостеріорній констатації фактів негативного впливу умов праці на здоров'я персоналу і ліквідації таких наслідків, а базуватися на розробці відповідних організаційних і технічних рішень з нормалізації умов праці на етапі проектування підприємств, технологічних процесів і конкретних робочих місць.

1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Наведіть способи очищення повітря від пилу. Приведіть приклад рішення щодо обладнання по очищенню повітря з ескізом і розрахунком

Для очищення повітря від твердих і рідких домішок застосовують циклони, пиловловлювачі (вихрові, жалюзійні, камерні та ін) і різні по конструкції фільтри. Важливим показником роботи всіх цих пристроїв є ефективність очищення повітря.

Очищення може бути грубою (розмір пилу більше 50 мкм), середньої (10-50 мкм), тонкої (менш 10 мкм). Для очищення повітря від неволокнистого пилу розміром 10 мкм використовують циклони. Принцип їх роботи - відцентрова сепарація.

Вихрові пиловловлювачі відрізняються від циклонів наявністю допоміжного потоку. Забруднене повітря надходить через трубопровід і закручується лопатковий завихрювач. Під впливом відцентрових сил частинки відкидаються до поверхні корпусу і за рахунок сили тяжіння осідають в бункері. Очищене повітря виходить через трубопровід назовні.

Жалюзійний пиловловлювач являє собою набір лопатей, встановлених послідовно у корпусі так, що між ними утворюється щілина. Повітря надходить через трубопровід, де пилевиділення відбувається під дією випереджальних лопатей. Зважені частинки пилу під дією інерції і ефекту відбиття від лопатей рухаються в трубопровід. Очищений повітря проходить між лопатями і надходить у вихідний трубопровід. Дані пиловловлювачі використовують для грубої і середньої очищення, після якої забруднене повітря направляється в циклони.

Ротаційні пиловловлювачі очищають повітря від твердих і рідких домішок за рахунок відцентрових сил, що виникають при обертанні ротора. По конструкції являють собою відцентровий вентилятор. При його обертанні частинки пилу притискається до поверхні диска колеса і до набігаючим сторонам лопаток і потім збираються в пиловловлювачі.

Фільтри застосовуються для очищення повітря від пилу і туману. Для середньої та тонкої очистки повітря використовують фільтри, в яких запилене повітря пропускається через пористі фільтраційні матеріали. Осадження твердих і жирних часток на фільтрувальних елементах відбувається в результаті контакту частинок з поверхнею пір. Механізм осадження часток обумовлений дією сил інерції або гравітаційних сил, броунівської дифузією в газах і ефектом дотику. В якості фільтруючих матеріалів застосовуються тканини, повсть, папір, металева стружка, пориста кераміка і пористі метали. Для очищення повітря з запиленістю менше 10 мг/м3 використовують чарункові фільтри, що представляють собою каркас, заповнений фільтруючими елементами у вигляді металевих або пінопластових матеріалів, пружного скловолокна. Вибір матеріалу залежить від якості очищення. Загальним недоліком усіх фільтрів є обмежений термін служби із-за швидкого засмічення фільтруючих елементів. В даний час широке поширення одержали самоочищаються масляні фільтри, в яких фільтрація здійснюється двома безперервно рухомими полотнами з металевої сітки. При забрудненні масляних фільтрів їх промивають у содовому розчині.

Різні виробничі процеси можуть забруднювати атмосферне повітря виваженими твердими чи рідкими частинками, які діляться на пил, дим і туман.

Для уловлювання зважених частинок застосовується різна апаратура, у якої значне не останнє місце посідають циклоні апарати, що є найбільш вдалою апаратурою для сухого механічного пиловловлювання.

Приклад розрахунку циклона

Завдання. Підібрати циклон, що забезпечує ступінь ефективності очистки газу відпилу з= 89%. Вихідні дані наведені в таблиці 1.1. Прийнявши, що густина газу при робочих умовах с= 0,89 кг/м3; в'язкість газу при робочій температурі µ = 22,2·10- 6 Па·с.

Таблиця 1.1 - Вихідні данні для розрахунку

Рішення

1. Задаємося типом циклона -- ЦН-15. По табл. 1.2 обираємо оптимальну швидкість газу в апараті : -3,5 м/с.

Таблиця 1.2 - Параметри, що визначають ефективність циклонів

2. Визначаємо діаметр циклона:

Отримане значення D округляємо до найближчого типового значення внутрішнього діаметра циклона. Обираємо один циклон з D=800 мм=0,8 м.

3. По обраному діаметру циклона знаходимо дійсну швидкість газу в циклоні, м/с, по формулі:

3,5-100%

3,58 -х% х=102,3%

Різниця: 102,3-100=2,3 % < 15 % - швидкість газу в циклоні не відхиляється більш, чим на 15 % від оптимальної швидкості.

4. Визначаємо коефіцієнт гідравлічного опору циклона:

= 1Ч0,91Ч163 + 0 = 148,33

Коефіцієнти К1= 1, К2=0,91, = 163, К3 = 0 обираємо по табл. 1,3-1,5.

Таблиця 1.3 - Поправочний коефіцієнт К{ залежний від діаметра циклона

Таблиця 1.4 - Поправочний коефіцієнт К2 , що враховує запиленість газу (D=500 мм)

Таблиця 1.5 - Поправочний коефіцієнт К3,, що враховує компоновку циклонів у групі

5. Визначаємо гідравлічний опір циклона:

6. Визначаємо діаметр часток, що вловлюються на 50%:

=4.50

Діаметр часток, що уловлюються на 50% в стандартних умовах Розраховують параметри по формулі:

7. Стандартне відхилення lg = 0.352 обираємо по табл.1,2.

8. Визначаємо функцію розподілу Ф(х) = 0,9966 по таблиці 1.6.

Таблиця 1.6 - Значення нормальної функції розподілу Ф (x)

Визначаємо ефективність очистки газу в циклоні:

пил повітря забруднення

(x)] = 5099.83%

Циклон ЦН-15 з D=0,8 м забезпечує ефективність очистки газу від пилу 99,83 %, що більш заданої ефективності 89 %.

Розміри циклона ЦН-15 наведені в таблиці 1.7.

Таблиця 1.7 - Розміри циклона ЦН-15

Схема конічного циклону представлена на рис.1.1.

Рисунок 1.1 - Схема конічного циклону

1.2 Які апарати використовуються для очищення від забруднення припливного повітря і повітря, яке викидається в атмосферу від технологічного обладнання

Очищення припливного повітря необхідне для окремих приміщень з підвищеними вимогами до чистоти повітря як промислових, так і житлових, громадських та адміністративно-побутових будівель, а саме: підприємств приладобудування, радіоелектроніки, оптичних та годинникових заводів, а також картинних галерей, музеїв, кінотеатрів, театрів, лікувальних та лікувально-профілактичних закладів тощо.

Очищення повітря від пилу в системах з механічним спонуканням треба проектувати так, щоб вміст пилу в припливному повітрі не перевищував:

а) ГДК в атмосферному повітрі населених пунктів - при подачі його в приміщення житлових і громадських будівель;

б)30% ГДК в повітрі робочої зони - при подачі його в адміністративно-побутові та виробничі будівлі;

в)допустимих концентрацій з технічних умов на вентиляційне обладнання. Крім цього, очищення зовнішнього повітря від пилу дозволяється не передбачати в системах вентиляції з механічним спонуканням для приміщень, в яких більше 50% необхідної витрати повітря в теплий період року подається через відкриті прорізи (вікна, фрамуги, двері тощо).

При вирішенні зовнішньої задачі з метою захисту навколишнього середовища норми обмежують також допустимий вміст пилу в повітрі, яке викидається в атмосферу системами місцевої та загальнообмінної витяжної вентиляції.

При продуктивності систем вентиляції (витяжних)більше 15 тис. м3/год концентрація пилу в повітрі визначається залежністю q = 100 k, при об'ємі повітря системи витяжної вентиляції до 15тис. м3/год допустима концентрація пилу визначається залежністю q = (l60-4.L),

де q - допустима концентрація пилу, мг/м3;

L - об'єм повітря, що видаляється, тис.м3/год; к- поправковий коефіцієнт, який залежить від ГДК пилу.

Припливне повітря, яке надходить у приміщення, очищується в повітряних фільтрах, які характеризуються невеликим аеродинамічним опором та габаритними розмірами, але, разом з тим, мають обмежену пиломісткість. За ефективністю дії фільтри поділяють на три класи (табл. 1.8).

Таблиця 1.8 - Характеристика класів повітряних фільтрів

Для визначення експлуатаційних характеристик фільтрів в зарубіжній практиці використовують такі стандарти:

v європейський стандарт EUROVENT 4/5 Європейського комітету виробників вентиляційного і пневматичного обладнання;

v стандарт США ASHRAE 52-76 Американського товариства інженерів з опалення, холодильної техніки і кондиціонування повітря;

v стандарт Великобританії BS 6540 (для фільтрів грубого і тонкого очищення);

v стандарт Великобританії BS 3928 (для фільтрів особливо тонкого очищення);

v стандарт Росії EN 779 для фільтрів до дев'ятого класу (попереднє очищення);

v стандарт Росії EN 1882 для фільтрів надтонкого очищення.

Вибір способу очищення повітря залежить від характеру, концентрації і дисперсності пилу, а також від технічних характеристик пиловловлюючих пристроїв.

Апарати, які використовуються для очищення від забруднення припливного повітря і повітря, яке викидається в атмосферу від технологічного обладнання.

Апарати ударно-інерційного типу працюють за принципом інерційного осаджування механічних забруднень під час зміни напрямку газового потоку над поверхнею рідини. Найбільшого застосування набули статичні пиловловлювачі типу ПВМ, ротоклони та скрубери ударної дії. Продуктивність ударно-інерційних апаратів -- 2500--90 000 м3/год. Швидкість потоку газу -- до 56 м/с, ступінь очищення -- до 98 %. Витрата води -- 0,8--4 м3/год на 1000 м3газу.

Відцентрові апарати мокрого очищення газів працюють за принципом завихрення газів спеціальними лопатками або за рахунок тангентального підведення газу з одночасним зрошенням з форсунок, їх використовують для очищення димових газів з великим вмістом сірчаних газів, забезпечуючи ступінь очищення до 90 %. Використовуються також динамічні та турбулентні промивачі.

При роботі електростатичних установок очищувані гази пропускають через електростатичне поле високої напруги (до 50 кВ), створюване спеціальними електродами. При проходженні через електричне поле частинки набувають негативного заряду і притягуються до електродів, котрі зґєднані із землею, тому мають позитивний заряд відносно частинок. Для очищення електродів передбачена спеціальна механічна система. Електростатичний метод очищення газів дозволяє вловлювати частинки розміром до 0,1 мкм. Початкові видатки на створення електростатичних фільтрів вищі, ніж для апаратів інших типів, однак експлуатаційні видатки нижчі. Споживання енергії цими пристроями складає 0,8--0,6 кВт на 10 000 м3 газу.

У пористих фільтрах забруднені гази пропускають через тканину, сукно, повсть, синтетичні матеріали (нітрон, лавсан, хлорин), металеві сітки, гравій тощо. Ці фільтри забезпечують високу якість очищення. Основний їхній недолік -- зниження тиску газу після фільтрації, висока вартість експлуатації, часта заміна фільтрувальних елементів.

Найбільш поширеними апаратами для очищення газів від механічних частинок е рукавні фільтри, основним елементом котрих є рукавоподібний мішок, натягнений на трубчасту раму. При проходженні газів через мішок пилові частинки залишаються на тканині. Видалення пилу з мішків здійснюється механічним витрушуванням, продуванням його в зворотному напрямку, очищенням струменями повітря, використанням низькочастотних акустичних генераторів для відокремлення твердих частинок від мішка.

3. Охарактеризуйте легкозаймисті, пальні та вибухонебезпечні речовини і вимоги пожежної безпеки при роботі з ними

За горючістю речовини та матеріали поділяються на три групи: негорючі, важкогорючі та горючі.

Негорючі - речовини та матеріали не здатні до горіння в повітрі нормального складу. Це переважно неорганічні матеріали, металеві, гіпсові, цегляні конструкції та ін.

Важкогорючі - це речовини та матеріали, які здатні до займання в повітрі від джерела запалювання, однак після його вилучення не здатні до самостійного горіння. До них належать матеріали, які містять горючі та негорючі складові частини. Наприклад, асфальтобетон, фіброліт, пресовані дерев'яно-волокнисті плити тощо.

Горючі - речовини та матеріали, які здатні до самозаймання, а також займання від джерела запалювання і самостійного горіння після його вилучення. До них належать більшість органічних матеріалів. В свою чергу горючі матеріали та речовини поділяються на легкозаймисті, тобто такі, які займаються від джерела запалювання незначної енергії (сірник, іскра тощо) без попереднього нагрівання (папір, целюлоза та ін.) та важкозаймисті, які займаються від порівняно потужного джерела запалювання (пресований картон, рубероїд та інші). Температура спалаху - найменша температура речовини, за якої за встановленими умовами випробування над її поверхнею утворюється пара, здатна спричинити спалах у повітрі під впливом джерела запалювання, але швидкість утворення пари недостатня для підтримання стійкого горіння. За температурою спалаху розрізняють: - легкозаймисті рідини (ЛЗР) - горюча рідина, здатна запалитися від короткочасного впливу джерела загоряння тривалістю до 1 сек з низькою 123 енергією (полум'я сірника, іскра, тліюча сигарета тощо), з температурою спалаху, що не перевищує 61°С у закритому тиглі (бензин, ацетон, етиловий спирт та ін.) та не перевищує 66°С у відкритому тиглі. - горючі рідини (ГР) - рідина, яка здатна запалитися від джерела запалювання, самостійно горіти після його видалення і має температуру спалаху понад 61°С у закритому тиглі або понад 66°С у відкритому тиглі (мінеральні мастила, мазут, формалін та ін.). Легкозаймисті рідини діляться на три розряди: І - особливо небезпечна ЛЗР з температурою спалаху від -18оС і нижче в закритому тиглі або від -13оС і нижче у відкритому тиглі; ІІ - постійно небезпечна ЛЗР з температурою спалаху вище -18оС до +23оС у закритому тиглі або вище -13оС до +27оС у відкритому тиглі; ІІІ - небезпечна при підвищеній температурі повітря ЛЗР з температурою спалаху вище 23 до 61оС у закритому тиглі або вище 27 до 66оС у відкритому тиглі. Температура спалахування - найменша температура матеріалу (речовини), за якої за встановленими умовами випробування матеріал (речовина) виділяє горючі пару та гази з такою швидкістю, що під час впливу на них джерела запалювання спостерігається спалахування. Температура самоспалахування - найменша температура навколишнього середовища, за якої за встановленими умовами випробування спостерігається самоспалахування матеріалу (речовини). Нижня (НКМПП) та верхня (ВКМПП) концентраційні межі поширення полум'я - це мінімальний та максимальний вміст горючої речовини в однорідній суміші з окислювальним середовищем за якого можливе поширення полум'я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання. В замкнутому об'ємі спалахування носить вибуховий характер, тому вказані концентраційні межі іноді ще називають межами вибуховості.

2. ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

Задача

Рівень звукового тиску, який створюється запобіжним клапаном на території доменної печі, дорівнює 120 дБ. Визначити рівень звукового тиску на відстані 80 м від клапана.

Розрахований рівень порівняти із нормованим значенням шуму (звукового тиску) на робочому місці.

Рівень звукового тиску в залежності від відстані джерела шуму дБ

де L_Р - сумарний чи одиничний рівень шуму джерела, дБ; - зниження рівня звукового тиску в залежності від кута поширення шуму в просторі, дБ. = 8дБ при поширенні в півсферу, чи =11дБ - у сферу; r - відстань джерела шуму, м; L_n - виправлення на спрямованість, дБ

Рішення

Рівень шуму складає 120 дБ, відстань 80 м. Приймаємо наступні умови поширення шуму - сфера = 8дБ спрямованість шуму - 30,

L_n = 4,5 дБ

L = 120 - 8 - 20 lg80 + 4,5 = 78,4 дБ

Висновок: визначений сумарний рівень шуму не перевищує гранично-допустимий рівень для постійний робочих місць (ПДР=80 дБ).

ВИСНОВКИ

1. Різні виробничі процеси можуть забруднювати атмосферне повітря виваженими твердими чи рідкими частинками, які діляться на пил, дим і туман.

Для уловлювання зважених частинок застосовується різна апаратура, у якої значне останнє місце посідають циклоні апарати, що є найбільш апаратурою для сухого механічного пиловловлювання.

2. В атмосферному повітрі завжди є пилові частинки. Кількість пилу в повітрі залежить від ряду факторів природного характеру та антропогенної дії на навколишнє середовище, а саме від ступеня благоустрою та розташування населених міст, від щільності зелених насаджень, від характеру технологічних процесів промислових підприємств, які розташовані в даному населеному пункті, від інтенсивності руху транспортних засобів, стану дорожнього покриття тощо.

Очищення припливного повітря необхідне для окремих приміщень з підвищеними вимогами до чистоти повітря як промислових, так і житлових, громадських та адміністративно-побутових будівель, а саме: підприємств приладобудування, радіоелектроніки, оптичних та годинникових заводів, а також картинних галерей, музеїв, кінотеатрів, театрів, лікувальних та лікувально-профілактичних закладів тощо.

3. Горючі матеріали - це ті , які здатні горіти в звичайних умовах. Це дрова, вугілля, торф, солома, сіно, сухий хмиз, тирса, папір тощо. Вони здатні до само загорання.

Легкозаймисті речовини - це ті, які легко загораються. До них належить бензин, нафта, ацетон, гас. Легкозаймистими є і аерозолі ( дезодоранти, лак для волосся, засоби для знищення шкідливих комах). На балонах з аерозолями стоїть знак і напис «Вогненебезпечно!». Вибухонебезпечні є легкозаймисті суміші сірки, борошна, цукру, вугілля і деревини з повітрям.

4. У 2 розділі ми навчилися визначити рівень звукового тиску. Розрахований рівень ми порівняли із нормованим значенням шуму (звукового тиску) на робочому місці.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М., Мурашко В.П., Седых И.В./ Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. - Евроклимат, 2001, 416 с.

2. Довідник по охороні праці на промисловому підприємстві. /К.Н. Ткачук і ін. К.: Техніка, 1991 р.

3. Каракаш А.И. Довідник виробничого майстра по охороні праці. Дніпропетровськ, 1988.

4. Основи охорони праці: навчально-методичний посібник для студентів ЗДІА всіх спеціальностей денної та заочної форм навчання / Бєлоконь К. В., Рижков В. Г., Куріс Ю. В. та ін.; Запоріз. держ. інж. акад. - Запоріжжя: ЗДІА, 2015. - 180 с.

5. Папаев С.Т. Охорона праці - М.: Видавництво стандартів, 1988 р.

6. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. К.: 1998.

7. Сабарно Р.В. Довідник. Електробезпечність на промислових підприємствах. К.: Техніка, 1985 р.

8. Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Учебник для вузов/ В.М. Гусев, Н.И.Ковалев, В.П. Попов, В.А. Потрошков, под ред. В.М. Гусева. - Л.: Стройиздат, 1981. - 343 с., ил.

Размещено на Allbest.ru