Файл: Луговский С.И. Вентиляция в асбестотехнической промышленности.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.07.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 1
|
2 |
г I |
М |
|
9 |
1 |
|
где г |
— радиус частицы, см; |
|
|
g |
— ускорение силы тяжести, см/сек2; |
||
г) — коэффициент вязкости среды, г сек/см2; |
|||
у |
— удельный вес частицы, |
г/см3 |
Так как в производственных помещениях воздух никогда не находится в покое, то частицы размером 1 мк и меньше постоян но находятся во взвешенном состоянии и плавают в воздухе.
Частицы размером меньше 1 мк движутся в воздухе под влиянием толчков газовых молекул. Масса таких частиц на столько мала, что энергия молекул превышает силу земного притяжения и частицы даже в спокойном воздухе постоянно на ходятся во взвешенном состоянии. Такая пыль особенно опасна, так как она легко попадает в дыхательные органы человека.
Согласно мнению большинства врачей-гигиенистов в легкие проникает пыль, частицы которой менее 3 мк. Опасность мел кой пыли возрастает из-за ее общей большой поверхности. Чем меньше частицы, тем их общая поверхность больше, и тем выше их физическая и химическая активность. В 1 г пыли содержится более 6 млрд, частиц размером 0,5 мк.
Асбестовая пыль по ее дисперсности очень различна. По данным исследований, около 95% асбестовой пыли, находя щейся в воздухе кардочесального и прядильного цехов, имеет величину частиц от 0,4 до 5 мк. По фракциям и характеру эта
пыль распределяется |
следующим образом: |
||
1) |
асбестовая пыль |
|
|
|
0,4 |
— 1мк |
— 42,1% |
|
1 |
— 2 мк |
— 53,0% |
|
■ 2 |
— 5 мк |
— 4,9% |
2 ) |
хлопчатобумажная пыль |
нет |
|
|
1 |
— 5 мк |
|
|
2 |
— 11,7% |
|
|
5 |
■— 10 мк |
— 60,2% |
|
свыше |
— 10 мк |
— 28,1% |
Из общего состава пыли в воздухе кардочесального цеха в среднем находится 74,4% асбестовой пыли и 25,6% хлопчатобу мажных волокон. • I
Асбестовая пыль имеет круглую и продолговатую форму, а
пыль хлопковых волокон имеет форму волокон длиной от 2 до 5 мк.
4* 51
Необходимо отметить, что асбестовая пыль, содержащая двуокись кремния (SіОг), является пылью токсической. Попа дая в легкие человека, двуокись кремния растворяется и превра щается в кремнистую кислоту (НгБЮз). Человек, имеющий про должительный контакт с асбестовой пылью, заболевает тяжелой формой пневмокониоза, которая сопровождается уплотнением ткани легких. Это заболевание в медицине носит название асбестоза.
С учетом этих особенностей асбестовой пыли вентиляционные устройства в асбестовых цехах должны быть неотъемлемой час тью технологического оборудования. В интересах здоровья ра ботающих эксплуатация оборудования без вентиляции в Совет ском Союзе категорически запрещена.
Асбестовая пыль, выделяющаяся во время обработки воло кон, стремится подняться вверх. По минералогическим призна кам асбест относится к двум группам: 1) серпентиновой группе, куда входит хрпзотиловый асбест и пикролит, 2 ) к аморфной группе, включающей крокидолит (рпбекнт), амознт (гидрпт), антофнлпт — тремолит и актиноцит.
Хрпзотиловый асбест состоит из очень тонких шелковистых волоком, а аморфные асбесты в большинстве своем имеют жест кие и хрупкие волокна.
Различная степень жесткости волокон объясняется различ ным содержанием в асбесте химически связанной воды, а также различным составом минеральных примесей.
Наибольшее промышленное значение и применение имеет хрпзотиловый асбест. Слово «хризотил» происходит от греческих слов хризос (зелено-золотой) и тилос (волос-волокно). Следо вательно, в переводе на русский язык хризотил означает зелено золотое волокно. Его общая химическая формула обычно при нимается в виде
3 M$-2 S102-Hz0 .
Средний химический состав хризотилового асбеста в чистом виде характеризуется следующими цифрами: окись магния — 43,45%, окись кремния — 43,50%, вода— 13,05%.
Практически этот состав за счет различных включений и примесей может значительно изменяться. Так, например, ураль ский хрпзотиловый асбест Баженовского месторождения имеет
в своем составе в среднем: |
Si02 — 42,06%, MgO — 40,77%, |
AI2O3— 0,65%, FeaOa— 1,09%, |
FeO -0,45% , CaO-0,03% , |
KaO+ NazO — следы, %, вода— 14,41 %. |
|
Удельный вес хризотилового |
асбеста 2,40—2,55. Асбест спо |
52
собен оасщепляться на бесконечное количество тончайших во локон. Посредством электронного микроскопа установлено, что предельная толщина волокон хризотилового асбеста Баженов ского месторождения около 0,2 мк. Длина волокна хризотплового асбеста очень разнообразна и колеблется от долей милли метра до десятков и сотен миллиметров. Основная же масса асбеста, применяемого в текстильной промышленности, имеет длину волокна 12—25 мм.
Асбест низших сортов, состоящий из волокон малой длины, содержит значительное количество пыли.
Поглощение влаги хризотиловым асбестом в интервале тем пературы 20—25° в зависимости от относительной влажности воздуха (96—97%) не превышает 3,5%.
Товарный хризотиловый асбест, полученный в результате обогащения асбестовой руды, подразделяется согласно ГОСТу 7—60 на асбест ручного обогащения и асбест механического обогащения, состоящий из смеси волокон различной длины и их агрегатов, так называемый распушеный асбест.
В смеси с асбестом в качестве проводника в технологическом процессе при выработке пряжи применяются в небольшом коли честве хлопок и искусственные волокна.
Хлопок — волокно. растительного происхождения. Его свой ства зависят от сорта и степени зрелости волокна. Волокно хри зотилового асбеста имеет трубчатую структуру с наименьшим диаметром волокна в 180 ангстрем.
К асбестовым цехам предъявляется ряд требований. Движе ние воздуха в рабочих помещениях должно быть по возможно сти небольшим. Так, в асбестовых предприятиях на рабочих местах допускается скорость воздуха не более 0,5 м/сек.
Выбрасываемый в атмосферу запыленный воздух должен от водиться по возможности выше окружающих сооружений или предварительно очищаться от пыли. Объем запыленного воздуха или газа, выпускаемого через одну трубу, не должен превышать 3500 м3/час при запыленности не более 100 мг/м3
Распространение пыли
Вопросами движения (распространения) мелкой пыли от разного рода укрытий пылящего оборудования занимались проф. С. Е. Бутаков и другие исследователи. Они убедились, что применяемые ими математические уравнения не поддаются ин тегрированию в общем виде. Поэтому задачу приходилось ре шать, упрощая начальные условия. Принималось, что направ-
53
ленне первоначального толчка совпадает с осью Х\ рассматри вались лишь горизонтальные составляющие движения пылинок, на которые сила тяжести влияния не оказывает, так как масса пылинок мала.
Нами использовалось уравнение [9]
|
m g L -P , |
(г) |
|
где |
t |
время движения пылинки, сек; |
|
|
S |
путь, пройденный пылинкой, м; |
|
P = K F |
|
лобовое сопротивление пылинки, кг; |
к— коэффициент сопротивления;
р— плотность івоздуха, кГ сек2/м4; F — площадь мнделевого сечения, м2;
V — скорость движения пылинки, м/сек.
Коэффициент сопротивления принимается равным
|
I |
_ гч_ гчу |
|
|
Re T/d ' |
|
|
|
|
|
|
где сі |
— диаметр пылинки (в форме шара), м; |
|
|
V |
— скорость движения пылинки, м/сек; |
воздуха, см2/сек. |
|
V — коэффициент кинематической вязкости |
|||
Горизонтальный путь пылинки за время' t определяется вы |
|||
ражением |
|
|
|
|
|
s - а « - « " ) • |
W |
Результаты исследования пыли из асбестотехнического материала
На Волжском заводе асбестотехиическнх изделий организо вано серийное производство тормозных накладок и колодок для автомобильного и железнодорожного транспорта. Накладки и колодки формуются прессами горячего формования из асбесто технического материала. Отформованные изделия поступают на участок для их механической обработки.
Обработка заготовок тормозных изделий с помощью враща ющегося абразивного круга широко используется в нашей про мышленности. Абразивы имеют различную форму и назначение. В зависимости от формы, материала и назначения изделия при
•54
меняют абразивы: обдирочные, шлифовальные, точильные круги и круги для резки и т. п.
Для обработки заготовок на заводе применяются искусствен ные абразивные круги, которые состоят из массы зерен абра зивных материалов (корунд, карборунд и др.), удерживаемых связующим веществом.
При работе режущие грани зерен абразива, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью изделия, отделяют от нее пылип ки различных размеров. Кроме того, в процессе работы выкра шиваются острые грани абразивных зерен н истирается связу ющий состав, что вызывает дополнительное образование пыли.
Частицы пыли распространяются под влиянием центробеж ной силы и токов воздуха, создаваемых вращающимся абрази вом, II способны находиться в течение некоторого времени во взвешенном состоянии в воздухе пли промышленных газах.
Свойства пыли, образующейся при изготовлении асбестотсхпнческого материала, его транспортировке, пріг формовании и
.механической обработке изделий, изучены недостаточно. Поэто му нами были проведены детальные исследования по выявле нию особенностей и свойств пыли из указанного материала.
Форма, размеры и химические свойства пыли из асбестотсхпического материала определялись по стандартной методике с использованием микроскопов типа Мнп-8.
В результате выполненных исследований получены следую
щие данные: |
|
|
|
|
|
|
|
Содержание частиц раз |
|
|
|
|
|
||
личной фрак |
1—2 2—5 5—10 10—25 25—50 50—100 |
||||||
ции, мк |
■ . • |
||||||
Абсолютное число |
438 |
336 |
144 |
54 |
31 |
2 |
|
частиц . . . |
|||||||
Количество |
43,5 |
33,4 |
14,4 |
5,4 |
3,1 |
0.2 |
|
частиц, |
% . . . |
Из приведенных данных видно, что дисперсный состав пыли характеризуется наличием частиц с преобладающим размером 1—5 микрон. Такая пыль особенно опасна, так как опа легко проникает в альвеолы легких.
Частицы пыли размером больше 25 мк движутся преимуще ственно под влиянием сил инерции и тяжести, а размером мень ше 25 мк движутся под действием воздушных токов от вращаю щихся абразивных кругов. Форма пылинок из асбестотехниче ского материала для различных случаев его обработки различна: при резании изделия она приобретает продолговатую форму (рис. 17), а при шлифовании — округлую (рис. 18).
55
Удельный вес определялся пикнометром. В качестве смачи вающей жидкости пыли применялся бензол. Взвешивание про изводилось на технических весах с точностью до 0,001 г.
Зная вес пыли gn г, общий вес бензола ge г, который нахо дился в пикнометре, и удельный вес бензола Тб = 0,879 г/см3, а
Рис. 17. Форма пылинки |
из |
асбесто- |
Рис. 18. |
Форма |
пылинки нз |
асбесто- |
технического материала |
при |
резании |
технического материала при шлифо- |
|||
«зделтш (увеличение |
106*). |
ванин |
изделии |
(увеличение |
212*). |
также объем пикнометра и см3, удельный вес пыли определялся по формуле:
%Г/см7
где |
------ объем, занимаемый бензолом; |
|
|
|
Тб |
|
|
V— |
аб |
|
|
— •— объем, занимаемый частицами пыли. |
|
|
|
|
1 б |
|
|
Химический анализ пыли показал содержание в ней следую- |
|||
щих |
компонентов в процентах: окись алюминия |
(АІг.Оз)— 5,8; |
|
окись железа (Fe203) — 56,5; окись магния (MgO)— 6,2; |
окись |
||
кремния (S1 O2 ) — 5,6; окись цинка (ZnO) — 1,3. |
Кроме |
того, |
содержатся органические вещества — 24,6% (компоненты исход ного сырья — тиурам, каптакс, смола и продукты их превраще ния после технологического процесса), включая серу и графит.