chapter01工業(yè)通風(fēng)概述課件

1、第一章 工業(yè)有害物及其防治的綜合措施概述通風(fēng)與我們所說的空調(diào)不同：空調(diào)是對空氣進行熱濕處理后送入房間，保持房間的溫度、濕度、空氣流速，為人們或生產(chǎn)工業(yè)過程創(chuàng)造良好的環(huán)境（工藝性空調(diào)）。通風(fēng)則不然，送入房間空氣未進行任何處理，直接送入房間，其目的是為了去除污染物、余熱、余濕，或為房間提供一定量的新鮮空氣。空氣的流動即成為“風(fēng)”，空氣之所以形成流動是由于氣體的壓力差促成的。局部空間的氣體處于負壓狀態(tài)，這樣局部空間的空氣與周圍環(huán)境空氣形成壓力差，這樣空氣就流動，這就是所謂的通風(fēng)。概述人們需要適合于勞動、工作和生活的空氣環(huán)境。除了要求它符合一定的溫度、濕度和風(fēng)速外，還要求空氣具有一定的清潔度。在工業(yè)生

2、產(chǎn)中散發(fā)的各種粉塵、有害氣體和蒸氣等有害物使空氣環(huán)境受到污染，對人的健康、工業(yè)生產(chǎn)過程本身以及生態(tài)造成危害。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，控制有害物對室內(nèi)外空氣的污染。滿足人們的要求和生產(chǎn)的需要，成為愈來愈迫切需要解決的問題。工業(yè)通風(fēng)就是研究和解決這一問題的重要技術(shù)。 概述采用工業(yè)通風(fēng)的直接目的通常是為了使工作場所的污濁空氣排至室外，并把室外潔凈的空氣送到生產(chǎn)場所。根據(jù)實際需要和可能，可以選擇不同方式的通風(fēng)。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害工業(yè)有害物指的主要是工業(yè)生產(chǎn)中散發(fā)的粉塵、有害氣體及蒸氣、余熱和余濕。一、粉塵的來源及危害1.粉塵的來源和分類粉塵是指能在空氣中浮游的固體微粒。粉塵的來

3、源主要有以下幾個方面：（1）固體物料的機械粉碎和研磨；（2）粉狀物料的混合、篩分、包裝及運輸，例如水泥、面粉等的生產(chǎn)和運輸過程；（3）物質(zhì)的燃燒，例如煤燃燒時產(chǎn)生的煙塵量，占燃煤量的10以上；（4）物質(zhì)被加熱時產(chǎn)生的蒸氣在空氣中的氧化和凝結(jié)。 第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害當(dāng)一種物質(zhì)的微粒分散在另一種物質(zhì)之中，就構(gòu)成了一個分散系統(tǒng)。人們把固體或液體微粒分散在氣體介質(zhì)中而構(gòu)成的分散系統(tǒng)稱為氣溶膠。當(dāng)分散在氣體中的微粒為固體時，通稱為粉塵；當(dāng)分散在氣體中的微粒為液體時，通稱為霧。分散系統(tǒng)根據(jù)微粒粒徑的不同可分為單分散氣溶膠（粒徑相同）和多分散氣溶膠（粒徑不同），比如我們所處的大氣就屬于多分散氣

4、溶膠。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害氣溶膠按照來源可細分為： 灰塵 煙 霧 煙霧第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害灰塵（dust）固態(tài)分散性微粒，其尺寸范圍從亞微米到數(shù)百微米。其中粒徑在10 以上的稱為“降塵”，粒徑在10以下的稱為“飄塵”。飄塵是除塵技術(shù)研究的主要對象。隨著對空氣污染控制的要求日益嚴(yán)格。新近又提出了“超細粉塵”這一名詞，一般是指3以下的粉塵。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害煙（smoke）包括所有凝聚性固體顆粒，以及液態(tài)粒子和固態(tài)粒子因凝聚作用而生成的微粒，通常是高溫下生成的產(chǎn)物。粒徑范圍約為0.011，如鉛蒸氣氧化成的氧化鉛，煤、炭燃燒生成的煙就屬此類。煙在空氣中沉降

5、速度很慢，呈現(xiàn)強烈的布朗運動，有較強的擴散能力。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害綜上所述，各種工業(yè)有害物對人體的危害程度取決于以下四方面因素：（1）有害物本身的物理和化學(xué)性質(zhì)不同有害物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不同，它們對人體的危害作用程度，即毒性的大小程度是不一樣的。在兩種及以上有害物同時作用于人體時，由于毒性不同，有的是表現(xiàn)為單獨作用，有的則表現(xiàn)為疊加作用，有時甚至表現(xiàn)為相乘的作用。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害（2）有害物的濃度濃度越大，有害物對人體的危害越大；（3）人體與有害物持續(xù)接觸和作用的時間時間越長，有害物對人體的危害作用大。（4）有害物對人體的危害還與作業(yè)環(huán)境的氣象條件（溫度、

6、濕度、空氣流速），人的勞動強度、性別和年齡有關(guān)。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害三、工業(yè)有害物對生產(chǎn)的危害粉塵對生產(chǎn)的危害前面提到了。有害蒸氣和氣體對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及動植物的危害也很大。二氧化硫，三氧化硫，氟化氫和氯化氫等氣體，遇到水蒸汽時會對金屬材料、油漆涂層產(chǎn)生腐蝕作用，縮短其使用壽命。有些氣體會引起植物落葉和枯萎，例如一些敏感的植物在二氧化硫超過0.3ppm時，便會產(chǎn)生受害癥狀。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害工業(yè)有害物不僅使農(nóng)作物、樹木的生長能力減退，農(nóng)藥減效，助長病蟲害的發(fā)生與發(fā)展，而且能通過植物損害動物和人類。例如，耕牛吃了含氟草料后，一般三個月開始掉膘，一年后牙齒松動，逐步癱瘓

7、，最后喪失勞動能力。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害四、工業(yè)有害物對大氣的污染工業(yè)有害物對大氣、水源和土壤等自然環(huán)境的污染，在一些資本主義國家中形成了社會公害。據(jù)估計全世界每年排入大氣中的毒氣、煙塵達六、七億噸，大氣污染十分嚴(yán)重，對人民的健康造成了極大的危害。從上個世紀(jì)二十年代末到六十年代末這個期間內(nèi)，發(fā)生幾次嚴(yán)重大氣污染事件。 第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害例如英國倫敦在1952年12月有五天連續(xù)大霧無風(fēng)，工廠排出的煙塵和二氧化硫在上空積聚不散。出于煙塵中的三氧化二鐵會促使二氧化硫生成硫酸霧滴，附在煙塵上，它們進入人體呼吸系統(tǒng)后，會加重呼吸道疾病，結(jié)果造成兩星期內(nèi)死亡4000人的嚴(yán)重事

8、件。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害大氣污染的發(fā)展大致可分為煤煙、二氧化疏和光化學(xué)煙霧等三代污染。煤煙型污染主要是燃煤引起的，主要的污染物是煙塵和SO2；二氧化硫污染，主要是石油代替煤作為主要燃料，同時汽車數(shù)量增加，大氣污染不在限于城市和工礦區(qū)，呈現(xiàn)廣域污染；隨著工業(yè)的發(fā)展，光化學(xué)煙霧污染日益嚴(yán)重起來。第一節(jié) 粉塵、有害氣體的來源及危害有些國家基本解決了第一代大氣污染，把重點轉(zhuǎn)移到第二代和第三代污染。近年來由于采取各種技術(shù)措施和嚴(yán)格控制排放標(biāo)準(zhǔn)，某些國家的二氧化硫也有所改善，大氣污染基本得到控制。目前一些國家比較重視重金屬顆粒的控制，對它們的要求最為嚴(yán)格。我國是大氣污染比較嚴(yán)重的國家，由于以

9、煤作為主要燃料，主要的大氣污染物是煙塵和SO2，相當(dāng)于工業(yè)化國家的第一階段。今后隨國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境保護的任務(wù)十分艱巨，需引起各方面的重視和注意。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 任何一個塵源所產(chǎn)生的粉塵，都要以空氣為媒介，經(jīng)過擴散和傳播過程進入人體，危害健康。一、粉塵的擴散任何粉塵都要經(jīng)過一定的擴散過程，才能以空氣為媒介侵入人的機體組織。粉塵從靜止?fàn)顟B(tài)變成懸浮于空氣中的過程，稱為“塵化作用” 。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 下面是塵化作用的幾種情況： 剪切壓縮造成的塵化作用 誘導(dǎo)空氣的塵化作用 綜合作用的塵化作用 上升氣流造成的塵化作用第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 1.剪切壓縮造成的塵化作用鑄造車間的

10、震動落砂機，篩分物料用的振動篩工作時，由于上下往復(fù)振動，能把疏松物料間隙中的空氣擠壓出來。在這些氣流向外高速運動時，由于氣流和粉塵之間剪切壓縮作用，帶動粉塵一起逸出。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 2.誘導(dǎo)空氣的塵化作用機動設(shè)備或塊、粒狀物體在空氣中運動時，能帶動其周圍空氣一起運動，這部分空氣稱為誘導(dǎo)空氣。誘導(dǎo)空氣能使塵粒揚起，比如汽車、行車及物體運動時渦流卷吸作用使粉塵揚起。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 3.綜合作用的塵化作用實際的塵化作用比較復(fù)雜，比如皮帶運輸機輸送的物料從高處下落到低處時，由于氣流和粉塵間的剪切作用，被物料擠壓出來的高速氣流會帶著粉塵向四周飛濺。此外物料在下落過程中，由于剪切和誘導(dǎo)

11、空氣作用，高速氣流也會使部分粉塵飛揚。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 4.上升氣流造成的塵化作用當(dāng)煉鋼電爐、加熱爐以及金屬澆鑄等熱產(chǎn)塵設(shè)備表面的空氣被加熱上升時，會帶著粉塵一起運動。通常把上述各種使塵粒由靜止?fàn)顟B(tài)進入空氣中浮游的塵化作用稱為一次塵化作用，引起一次塵化作用的氣流稱為一次塵化氣流。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 二、粉塵的傳播一次塵化作用使粉塵從靜止?fàn)顟B(tài)進入周圍空氣呈運動狀態(tài)，造成了局部地點的空氣污染，這些浮游的塵粒又怎樣在車間內(nèi)傳播和擴散呢？一個直徑為10、密度為2700kg/m3的塵粒在重力作用下自由降落時，最大的降落速度約為0.008m/s，與一般車間內(nèi)的空氣流動速度0.20.3m/s)

12、相比是很小的。這說明粉塵的運動主要受室內(nèi)氣流的支配。當(dāng)塵粒受機械力作用以10m/s的初速度水平運動時，經(jīng)過0.01s后迅速降到0.06mm/s，很快失去動能，這表明即使借助機械力，塵粒也不能單獨在室內(nèi)傳播和擴散。第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 由此可見，細小的粉塵本身沒有獨立運動的能力，一次塵化作用給于粉塵的能量是不足以使粉塵擴散飛揚的，它只造成局部地點的空氣污染。造成粉塵進一步擴散，污染車間空氣環(huán)境的主要原因是室內(nèi)的二次氣流，即由于通風(fēng)或冷熱氣流對流所形成的室內(nèi)氣流。二次氣流帶著局部地點的含塵空氣在整個車間內(nèi)流動，使粉塵散布到整個車間。 第二節(jié) 粉塵的擴散與傳播 二次氣流速度越大，作用越明顯。粉塵

13、是依附于氣流而運動的，只要控制室內(nèi)氣流的流動，就可以控制粉塵在室內(nèi)的擴散，改善車間空氣環(huán)境。這就是采用通風(fēng)方法控制工業(yè)有害物，必須合理組織車間內(nèi)氣流的原因。我們進行除塵系統(tǒng)設(shè)計時，盡量采用密閉裝置，使一次塵化氣流和二次氣流隔開，避免粉塵擴散。第三節(jié) 氣象條件對人體生理的影響人們在勞動或休息時都要求有良好的空氣環(huán)境。前面我們闡述了污染空氣環(huán)境的粉塵、有害蒸氣和氣體對人體的影響，現(xiàn)在分析與余熱和余濕有關(guān)的氣象條件(即空氣的溫度、相對濕度和流速)以及周圍物體表面溫度對人體生理的影響。第三節(jié) 氣象條件對人體生理的影響人體的熱平衡方程表明熱舒適與空氣的溫度、相對濕度、流速、周圍物體表面溫度、人體著裝與勞

14、動狀況有關(guān)，前四個為主要因素。人體熱平衡方程為： S為人體蓄熱率；M為人體的能量代謝率；W人體所作的機械功；E為人體的總蒸發(fā)散熱量；R為人體表面與周圍表面之間的輻射換熱量；C為穿衣人體表面與周圍空氣的對流換熱量。當(dāng)人體蓄熱率為零時，上式即為人體熱舒適方程。第三節(jié) 氣象條件對人體生理的影響在正常情況下，人體靠自身的調(diào)節(jié)機能使自身的得熱和散熱保持平衡，因此人體的體溫是穩(wěn)定的（36.537）。人體散熱主要是通過皮膚與外界的對流C、輻射R和表面汗分蒸發(fā)E三種形式進行的，呼吸和排泄也排出部分熱量。對流熱取決于空氣的溫度和流速，溫度的高度決定了人體吸熱還是散熱，空氣流速越大換熱量越大。輻射換熱取決于周圍物

15、體表面溫度，物體表面溫度高于人體表面溫度時，人體得到輻射熱，反之散失輻射熱。第三節(jié) 氣象條件對人體生理的影響蒸發(fā)散熱取決于空氣的相對濕度和流速，當(dāng)空氣溫度高于體溫，同時有輻射熱源，則人體不能通過對流和輻射散發(fā)熱量，但是如果空氣的相對濕度較低，氣流速度較大，可通過汗液的蒸發(fā)熱量；反之人體感覺到悶熱。第三節(jié) 氣象條件對人體生理的影響總之氣象條件對人體的生理影響是一種綜合作用，各個因素之間是互相關(guān)聯(lián)的。人體適宜的舒適條件除了一定清潔度外，還要求大氣一頂?shù)臏囟取⑾鄬穸群涂諝饬魉?。因此車間內(nèi)必須防止和排除生產(chǎn)中散發(fā)的大量的熱核水蒸氣，并使室內(nèi)空氣具有適當(dāng)?shù)乃俣?。第四?jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)

16、一、有害物濃度有害物對人體的危害，不但取決于有害物的性質(zhì)，還取決于有害物在空氣中的含量。單位體積空氣中的有害物含量稱為濃度。一般地說，濃度愈大，危害也愈大。有害蒸氣或氣體的濃度有兩種表示方法，一種是質(zhì)量濃度，另一種是體積濃度。 第四節(jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn) 質(zhì)量濃度即每立方米空氣個所含有害蒸氣或氣體的毫克數(shù)，以mg/m3表示。體積濃度即每立方米空氣中所含有害蒸氣或氣體的毫升數(shù)，以mL/m3表示。因為1 m3106mL，常采用百萬分率符號ppm表示，即1 mL/m3=1ppm。1ppm表示空氣中某種蒸氣或氣體的體積濃度為百萬分之一。例如通風(fēng)系統(tǒng)的排氣中，二氧化硫的濃度為10ppm，就相

17、當(dāng)于每立方米空氣中含有二氧化硫10mL。第四節(jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn) 針對粉塵而言，還有一種表示方法顆粒濃度（粒/m3）。在通風(fēng)除塵技術(shù)中，常采用質(zhì)量濃度的表示方法，顆粒濃度主要應(yīng)用于空調(diào)間的凈化。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，質(zhì)量濃度和體積濃度可以進行換算， Y有害氣體的質(zhì)量濃度，mg/m3；M有害氣體的摩爾濃度，g/mol；C有害氣體的體積濃度，ppm或mL/m3。第四節(jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn) 二、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對車間內(nèi)有害物質(zhì)的最高允許濃度、空氣的溫度、相對濕度和流速作了規(guī)定，是工業(yè)通風(fēng)設(shè)計和檢查其效果的重要依據(jù)。我國1962年頒布了工業(yè)企業(yè)設(shè)

18、計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，1979年11月1日實行。 第四節(jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn) 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的最高允許濃度是根據(jù)車間現(xiàn)場衛(wèi)生調(diào)查和工人健康狀況動態(tài)的觀察，以及動物實驗研究資料，并考慮我國的經(jīng)濟、技術(shù)條件制定。例如衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，車間空氣一般粉塵的最高允許濃度為10mg/m3，含有10%以上游離二氧化硅的粉塵則為2mg/m3。第四節(jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn) 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度，是從工人在此濃度下長期進行生產(chǎn)勞動而不會引起急性或慢性職業(yè)病為基礎(chǔ)制訂的。居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的一次最高容許濃度，一般是根據(jù)不引起粘腹刺激和惡臭而制訂的；日平均最高容許濃度，主要是根據(jù)防止有害物質(zhì)的慢性中毒而制訂的。制訂最高容許濃度還考慮了國家的經(jīng)濟和技術(shù)水平。第四節(jié) 有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn) 三、排放標(biāo)準(zhǔn)為了保護大氣環(huán)境，防止工業(yè)廢水、廢渣、廢氣（簡稱三廢）對大氣、土壤、水源的污染，我國制定了工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)。排放標(biāo)準(zhǔn)是以衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，即通過煙囪、排氣管等