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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

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.