Влияние промышленной пыли на организм человека.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Аэрологии и охраны труда

КУРСОВАЯ РАБОТА

Определение абсолютной и относительной эффективности пылеподавления орошением.

Выполнил: ст.гр.ТБ-2-09

Быков А.В.

Проверила: доц. Левшина Е.М.

Москва, 2012

Вариант №22

Определение абсолютной и относительной эффективности пылеподавления орошением

Исходные данные:

Число постов, a=1; объем помещения, м³= 250; число работников, Nл = 3;

Масса сжигаемых электродов = 1,7; тип электродов – АНО – 6; характер

пыли, Cпдк, – фтористая, 4.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Теоретическая часть...………….………………………………………..…5

2. Пылеподавление..…………………………………………………………..9

3. Расчетная часть……………………………………..……………………..12

Вывод……………………………………………………………………….…….17

Заключение……………………………………………………………………….18

Список литературы………………………………………………………………19

Введение

Пыль производственная образуется в результате дробления различных пород, угля, распыления пылевидного топлива и его сжигания, при переработке полезных ископаемых, при транспортировке и пересыпке материалов и т.п. Количество оседающей пыли в промышленных городах и их окрестностях составляет сотни тонн на 1 км² в год. Пыль производственная разрушает оборудование, снижает качество выпускаемой продукции, вызывает профессиональные заболевания, ухудшает санитарно-гигиенические условия труда, образует взрывоопасную и пожароопасную среду. Она может вызывать аллергические заболевания, в т.ч. бронхиальную астму, распространять возбудителей туберкулёза, дифтерии, аскаридоза и др. Пыль горнорудных предприятий и предприятий угольной промышленности вызывает профессиональные заболевания — пневмокониозы (силикоз, антракоз, асбестоз, баритоз, талькоз и др.); радиоактивная пыль — радиационное поражение организма человека, изменение состава крови. При сильной запылённости воздуха меняются спектр и интенсивность солнечной радиации, снижается освещённость, что также влияет на состояние здоровья человека. Некоторые виды пыли производственной могут вызывать заболевания кожи (дерматиты). При значительной запылённости атмосферы возможно заболевание глаз.

В производственных процессах шахтного поверхностного комплекса запыленность воздуха обусловлена в основном выбросами главной вентиля торной установки и теплотехнологических объектов шахты. В результате этого образуется так называемый пылевой колпак. Поэтому изучение механизмов формирования и закономерностей негативного проявления шахтного техногенного пылевого колпака является актуальной научной проблемой, так как в течении смены люди подвергаются постоянному и вредному воздействию аэрозольной рудничной пыли как в подземных условиях, так и на всей территории поверхностного комплекса.

Цель курсовой работы является определение абсолютной и относительной эффективности борьбы с пылью.

Теоретическая часть

ПЫЛЬ — взвешенные в воздухе частицы твердых веществ различного происхождения. По своему характеру различают пыль атмосферную и промышленную.

К атмосферной пыли относятся:

1) космическая — образующаяся в процессе разрушения падающих метеоритов;

2) вулканическая — выбрасываемая в атмосферу силой вулканического взрыва (например, извержение вулкана на Аляске в 1912 г. повлекло за собой загрязнение пылью верхних слоев атмосферы даже в Европе и США на протяжении 2 последующих лет);

3) радиоактивная — возникающая при ядерных взрывах; эта пыль выбрасывается на большую высоту, подхватывается воздушными течениями и разносится на многие тысячи километров от места взрыва, оседает с атмосферными осадками и становится источником радиоактивного заражения;

4) дымовая — образующаяся на большом пространстве при лесных и торфяных пожарах;

5) лессовая (мгла, помеха) — приносимая из пустынь сухими и горячими ветрами;

6) наземная, городская пыль, представляющая собой смесь поднятых в воздух частиц почвы, дорожных покрытий, дыма, сажи, растительных и животных организмов (спор, бактерий, плесеней и других). Наибольшее содержание пыли отмечается в нижних слоях атмосферы, непосредственно прилегающих к поверхности земли (500— 1000 м); здесь число пылевых частиц в 1 см³ воздуха достигает нескольких тысяч (особенно в городах и вблизи промышленных центров). С подъемом на высоту число пылевых частиц в единице объема воздуха значительно уменьшается, не превышая сотен в 1 см³.

Промышленная пыль образующаяся при различных видах промышленного производства, может быть:

растительного происхождения — хлопковая при обработке хлопка, сахарная в сахарном производстве, табачная, мучная, древесная и другая; животного происхождения — шерстяная при обработке шерсти, особенно в войлочно-валяльном производстве, щетинная на щеточных фабриках, костяная, роговая и другая; металлическая (медная, цинковая, свинцовая, железная, стальная и другая); минеральная (кварцевая, известковая, меловая и другая) и смешанная.

Вредное влияние промышленной пыли на здоровье человека находится в зависимости от вида и происхождения пыли, а также от ее дисперсности, то есть величины отдельных пылевых частиц и их способности длительно задерживаться в воздухе во взвешенном состоянии.

Более подробно я хотел бы остановиться на производственной пыли.

ПЫЛЬ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ — дисперсная система, состоящая из частиц твёрдых веществ разнообразной формы, размера и физико-химических свойств, образующихся в результате производственной деятельности.

Размер частиц пыли производственной изменяется от долей мкм до 100 мкм. По размерам частицы пыли производственной подразделяются на грубые (от 10 до 100 мкм), заметные невооружённым глазом и оседающие достаточно быстро; микроскопические (от 0,25 до 10 мкм), видимые в обычные оптические микроскопы и оседающие в неподвижном воздухе с постоянной скоростью; субмикроскопические (менее 0,25 мкм), обнаруживаемые только при помощи электронных микроскопов, постоянно находящиеся в состоянии хаотического движения и практически не оседающие в неподвижном воздухе. Дисперсные системы с частицами твёрдых веществ размером менее 0,1 мкм называется дымами. Пыль, образующаяся в результате конденсации паров, называется возгоном.

Образование пыли на многочисленных промышленных объектах вполне объяснима: добыча, дробление, обработка и переработка, разгрузка и погрузка, транспортировка продукта – всё это технологические процессы, без которых не обойтись. Наполненный пылью воздух разносится на огромные территории, нанося урон здоровью людей и природе. Запыленность воздуха является одним из главных неблагоприятных факторов ухудшения условий труда, здоровья работников предприятий и загрязнения окружающей среды. Запылённость также негативно влияет на условия жизни и здоровье людей, проживающих в непосредственной близости к объектам “пылящего” производства.

Влияние промышленной пыли на организм человека.

Содержащаяся во вдыхаемом воздухе промышленная пыль частично проникает в легкие и при определенных условиях оказывает свое вредное действие. Установлено, что крупнодисперсная пыль (размером более 10 л) задерживается на слизистых оболочках верхних дыхательных путей и не достигает легочных альвеол. Она оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки и удаляется из организма вместе с мокротой и слизью при кашле, чихании и другие. Мелкодисперсная пыль частицы которой менее 3 л, проникая в легочные альвеолы, не задерживается там и выносится обратно с выдыхаемым воздухом. Наиболее опасны пылевые частицы размером в 3 — 10 раз, которые в наибольшей степени задерживаются в легочных альвеолах. Вдыхание пыли задерживающейся в верхних дыхательных путях, приводит к развитию хронических катаров верхних дыхательных путей — хронического насморка, ларингита, трахеита и хронического бронхита. В последующем могут развиваться склероз и эмфизема легких.

Длительное вдыхание пыли проникающей в легочные альвеолы, приводит к развитию особого заболевания легких — пневмокониоза. Мелкодисперсная пыль, проникая в легочные альвеолы, захватывается лейкоцитами и клетками альвеолярного эпителия (фагоцитоз) и затем частично удаляется из легких с мокротой. В наименьшей степени фагоцитозу подвергается кварцевая пыль, в наибольшей — угольная.

Профессиональные отравления и заболевания обычно наблюдаются только при определенной концентрации токсичного вещества в воздухе (выше ПДК).

К основным из них относятся: пневмокониозы, хронический бронхит и заболевания верхних дыхательных путей. Наиболее часто встречаются следующие виды пневмокониозов:

силикоз – наиболее тяжелая форма пневмокониоза, развивающаяся при вдыхании пыли, содержащей свободный кремнезем (SiO₂), и сопровождающаяся изменениями легочной ткани;

силикатоз – склеротическое заболевание легких, развивающаяся при вдыхании пыли, содержащей SiO₂ в связном с другими элементами

состоянии (Mg, Ca, Al, Fe и др.);

электросварочный пневмокониоз – развивается при высокой концентрации сварочного аэрозоля, содержащего оксид железа, соединения марганца или фтора;

асбестоз – возникает при вдыхании пыли асбеста и др.

Предупреждение заболеваний, вызванных пылью производственной, осуществляется при помощи медицинских осмотров, соблюдения предельно допустимых концентраций (ПДК) пыли в воздухе и применения различных противопылевых мероприятий. Соответствующими ГОСТами установлены определённые ПДК пыли на рабочих местах. Например, для магнезита — 10 мг/м³,известняка — 6 мг/м³; асбеста, асбоцемента — 6 мг/м³; талька, слюды, флагонита, мусковита — 4 мг/м³; цемента, оливина, апатита, фосфорита — 6 мг/м³.

Важное профилактическое значение имеет систематическое медицинское наблюдение за состоянием здоровья рабочих. Для осуществления контроля за условиями работы на рудниках и шахтах созданы специальные пылевые лаборатории, оснащенные необходимой аппаратурой и укомплектованные подготовленным, квалифицированным персоналом.

Средства индивидуальной защиты, в частности противопылевые респираторы типов Ф-62Ш, "Астра-2", У-2С, "Лепесток", ПРШ-741, РПМ-73, пневмокостюмы, скафандры, очки и др

Пылеподавление

ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЕ — комплекс способов и средств предупреждения загрязнения атмосферы пылью, происходящего в результате ведения горных работ. В основе пылеподавления — снижение пылевыделения и осаждение пыли непосредственно в местах её образования. В подземных горных выработках при работе добычных и пылеподавление осуществляется путём подачи воды или водных растворов ПАВ в зону разрушения угольного или породного массива для увлажнения разрушаемого массива и смачивания образующейся пыли.

Средства пылеподавления — водовоздушные эжекторы, специальные устройства для отсоса пыли и проникающего орошения, с подачей воды под давлением 1,5-2 МПа в зону действия режущей коронки. Для снижения пылевыделения применяется предварительное увлажнение массива через короткие и длинные скважины. Эффективное пылеподавление достигается также использованием пены средней и высокой кратности, которая образуется с помощью пенообразователей различных типов. При подаче пены в места разрушения массива уменьшаются доступ воздуха к очагу пылеобразования и возможность прорыва частиц пыли в атмосферу выработки. Для образования пены применяются пеногенераторы ПГ, ПГВ-В, ВП, УПН-2 и др. При бурении шпуров и скважин пылеподавление осуществляется подачей воды в забой шпура или скважины. При взрывных работах для предупреждения пылевыделения в атмосферу выработок используют внутреннюю и внешнюю водяную забойку, при которой при взрыве вода под большим давлением внедряется в массив и смачивает его. Для подавления пыли в момент взрыва применяются туманообразователи различных типов и наполненные водой полиэтиленовые мешки, подвешенные в выработке, которые взрываются одновременно со взрывом массива. Тонкодиспергированная вода при этом эффективно осаждает пыль. Пылеподавление в местах погрузки и перегрузки горной массы, при её транспортировке производится путём орошения пыли водой и растворами ПАВ.

На открытых горных работах пылеподавление осуществляется предварительной пропиткой горного массива, подлежащего взрыву и экскавации жидкостью через скважины диаметром 100-160 мм, шурфы и борозды; поливкой внутрикарьерных дорог водой и обработкой гигроскопическими солями, сульфатно-спиртовой бардой, нефтью, битумами, пропиткой универсином. Средство обработки покрытия дорог выбирается в зависимости от времени года и климатических условий. Для пылеподавления при работе роторных экскаваторов применяется система пылеотсоса и осаждения пыли с помощью орошения или в специальных пылеосадителях. Пылеподавление при работе экскаваторов, бульдозеров, скреперов, одноковшовых погрузчиков осуществляется орошением горной массы с помощью самоходных гидромониторных установок на базе автомашин с заполненными водой цистернами, обеспечивающих орошение забоев как с верхней, так и с нижней площадок уступов. Пылеподавление при работе самоходно-дробильных агрегатов производится с помощью орошения и пылеотсоса с последующим осаждением пыли в циклонах. При орошении расход воды достигает 12 л/мин. Высокая эффективность пылеподавления достигается использованием пены средней кратности. На карьерах с железнодорожным транспортом пылеподавление осуществляется гидромониторами или насосами, устанавливаемыми на платформах. В целях пылеподавления на хвостохранилищах их поверхности пропитывают битумной эмульсией, универсином и другими веществами.

Более подробнее остановимся на пылеподавлении орошением.

ОРОСИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ— комплекс оборудования для предупреждения пылеобразования и очистки воздуха водой от пыли и газов при различных технологических процессах.

По исполнению оросительные установки разделяют на стационарные и передвижные. Стационарные оросительные установки сооружаются на пунктах погрузки и перегрузки горной массы. Передвижные оросительные установки устраиваются на горных машинах различного назначения и в горных выработках для осаждения пыли и нейтрализации газов, образующихся при взрывных работах. Различают оросительные установки низкого (до 2,5 мПа) и высокого (св. 2,5 мПа) давления.

Для создания диспергированного водяного потока может использоваться энергия давления воды и энергия воды и сжатого воздуха (пневмогидроорошение). Оросительные установки состоит из оросителей, трубопровода для подачи воды к оросителям, деталей крепления, манометров, фильтров для очистки воды от механических примесей, забойного гибкого водопровода, насоса, средств блокировки и автоматизации.

Оросители (форсунки, насадки, туманообразователи) могут быть гидродинамического, гидроакустического и гидроэлектрического действия. По форме факела распыляемой жидкости оросители могут создавать полый зонт (зонтичные), полый и сплошной конус (конусные), плоский факел (плоскоструйные). Количество форсунок в оросительных установках зависит от необходимого расхода воды при требуемом давлении и определяется из условия полного перекрытия очага пыления суммарной площадью факелов диспергированной воды. Трубопроводы (жёсткие и гибкие) в зависимости от расходов воды имеют различные диаметры и прочность в соответствии с применяемым давлением. Для контроля давления воды в оросительных установках применяются манометры обычные и коррозионно-стойкие в пыле- и водозащитных корпусах с допустимыми пределами изменения температуры. По устойчивости к механическим воздействиям находят применение манометры тряскостойкие, выдерживающие ускорение от 30 до 200 м/с²при частоте ударов 1,3-2 Гц. Для стационарных оросительных установок используются насосы стационарного типа большой производительности, для передвижных оросительных установок — передвижные с небольшой подачей воды. Очистка воды производится шахтными фильтрами стационарного и передвижного типа. Для очистки воды, подаваемой в оросительные установки, применяется многостадийная очистка её в последовательно установленных фильтрах.

Оросительные установки могут работать как в автоматическом режиме (места погрузки и перегрузки горной массы), так и в обычном. Для автоматического включения и выключения оросительных установок применяется система, состоящая из релейного блока, управляемого вентиля и датчика контроля горной массы на конвейере. Управляемый вентиль посредством резинотканевых рукавов подключается к участковому водопроводу и форсункам.

Оросительные установки, работающие в режиме соблюдения требуемых параметров (давление, расход воды, степень диспергирования), обеспечивают снижение уровня запылённости воздуха горных выработок до 95%

Расчетная часть

Требуется определить начальную, остаточную запыленность воздуха в производственном помещении, где ведутся сварочные работы, а также абсолютные и относительные эффективности пылеподавления орошением с использованием свободно установленных оросителей и эжекторов с одинаковыми расходами воды.

Имеется помещение площадью S=50 м², высотой Н=6 м, в котором обустроены 2 поста (рис. 3) для производства сварочных работ. Для удаления газов от сварочных работ используют вытяжной вентилятор В, рис. 3, производительность которого рассчитывается по формуле:

, м³/мин (1)

где а – число сварочных постов,

b – масса электродов, расходуемых за 1 час сварки на каждом посту, кг/час;

N – норма расхода воздуха на 1 кг сжигаемых электродов, м³/кг, см. табл. 2.

Интенсивность пылевыделения при сварочных работах рассчитывается по формуле:

, мг/с, (2)

где G – количество пыли, образующейся при сжигании 1 кг электродов, см. табл.2

Рис. 3 Схема размещения оборудования в сварочном цехе:

1, 2 – сварочные посты; э – эжектор; ф – форсунки;

Q_отв, Q_пр – расходы отводимого и приточного воздуха

соответственно, м³/мес; в – вытяжной вентилятор

Табл.2

Марка электродов	АНО-1	АНО-3	АНО-4	АНО-5	АНО-6	АНО-7	ОЗС-3	ОЗС-4	ОЗС-6
G, г/кг	7,1	6,0	6,0	14,4	16,3	12,4	15,3	9,3	13,8
N, м³/кг	1800	2833	1966	6233	6500	4833	2560	3566	3450

Расчет по формуле (2) необходимо проверить на соответствие с требованиями воздухообмена в производственных помещениях. Так, в соответствии со СНиП–2.04.05-86 кратность воздухообмена К≥3ч^-1.

, м/мин, (3)

где V_пом – объем производственного помещения, м³;

Кроме того, расход приточного воздуха на 1 человека должен быть не менее 180 м³/ч, т.е.

, м³/ч, (4)

где N_л – число работников в помещении, чел.

В итоге из трех значений Q_св, Q_к, Q_л выбирают большее и принимают его как производительность вентилятора Q_в, м³/с.

Эффективность пылеулавливания форсунками внешнего орошения и эжекторов согласно табл. 2 принимают соответственно Е_ф=0,75 и Е_э=0,92.

Начальная запыленность воздуха в помещении без работы средств пылеподавления определяется из соотношения:

, м²/м³ , (5)

где I_п.св – интенсивность пылевыделения при производстве сварочных работ, мг/с, формула (24);

Q_в – производительность вентилятора, м³/с.

Предельно допустимая концентрация пыли С_ПДК при сварочных работах устанавливается в зависимости от содержания окиси железа, фтористых и марганцевых соединений. При содержании в пыли окиси железа и примеси марганцевых соединений до 3% С_ПДК=6 мг/м³, при содержании окиси железа и фтористых соединений до 6% С_ПДК=4 мг/м³.

Остаточная запыленность воздуха С_ост при применении форсунок и эжекторов определяется соотношениями:

, (6)

где - уровень снижения интенсивности пылевыделения за счет применения свободно установленных оросителей и эжекторов соответственно, мг/с.

(7)

Абсолютная эффективность применения форсунок и эжекторов в данном помещении определяется по формулам:

(8)

Относительная эффективность применения форсунок в сравнении с эжекторами (при С_{ост ф}>С_ост.э) или эжекторов в сравнении с форсунками (при С_ост.ф>С_ост.э) определяется из соотношения:

, (9)

где в знаменателе стоит большее из двух значений С_ост.ф и С_ост.э.

Определить абсолютную и относительную эффективность применения для пылеподавления свободно установленных оросителей и эжекторов в цехе производства сварочных работ.

Исходные данные:

- Объем помещения – 250 м³;

- Количество сварочных постов а – 1;

- Масса электродов, расходуемых за 1 час сварки на каждом посту в – 1,7 кг/ч;

- Марка электродов – АНО-6;

- Число работников в цехе – 3 чел;

- Эффективности работы форсунок Е_ф и эжекторов Е_э – Е_ф=0,75; Е_э=0,92;

- Расходы очищаемого форсунками Q_ф и эжекторов Q_э воздуха (см. первое занятие) – Q_ф=137 м³/мин; Q_э=134 м³мин.

- Характер пыли – фтористая С_ПДК=4 мг/м³

Решение

1) По формуле (1) определяем количество воздуха, подаваемого в помещение для разжижения газов от сварочных работ:

, м³/мин.

2) Интенсивность пылевыделения от сварочных работ по формуле (2):

мг/с.

3) Проверки Q_св по формулам (3) и (4):

м³/мин;

м³/мин.

Принимаем Q_в=Q_св.

г) Начальная запыленность по формуле (5):

д) Уровень снижения интенсивности пылевыделения по формулам (7):

мг/с;

мг/с.

е) Остаточные запыленности воздуха в помещении по формуле (6):

мг/м³;

ж) Абсолютные эффективности по формуле (8):

з) Относительная эффективность эжектора в сравнении с форсунками по формуле (9):

Табл.3

137

134

6500

16,3

1,7

184,16

12,5

0,25

Вывод

При расчетах мною была получена начальная запыленность воздуха в помещении без работы средств пылеподавления, равная , остаточная запыленность воздуха при применении форсунок равная и остаточная запыленность при применении эжекторов равная , где ведутся сварочные работы, а также была определена относительная и абсолютная, при применении форсунок , при применении эжекторов эффективности пылеподавления орошением с использованием свободно установленных оросителей и эжекторов с одинаковыми расходами воды.

Заключение

Орошение, является основным техническим решением по борьбе с пылью, как у источника пылеобразования, так и в вентиляционных каналах большого сечения, в том числе и в горных выработках.

Бесспорными преимуществами данного метода являются его простота и экономичность. К недостаткам следует отнести определенный шумовой фон, который создают работающие форсунки в приемной камере и некоторое увлажнение разгружаемых материалов.

Список использованной литературы

1. Левшина Е.М., Баловцев С.В. Методические указания по проведению практических работ по дисциплине «Производственная санитария и гигиена труда». М.:2012.

2. ПБ 05-618-03 «Правила безопасности в угольных шахтах»

3. СанПиН 22.3.570-96 «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности».

4. http://www.mining-enc.ru/ Горная энциклопедия

5. http://ohrana-bgd.narod.ru/ Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 306; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!