Praful industrial este generat ca urmare a măcinării mecanice a solidelor, a transportului de materiale sub formă de praf, a arderii incomplete a combustibililor și a condensării (turnarea metalelor, sudarea electrică etc.).
După origine, praful poate fi organic, anorganic și mixt, format din substanțe organice și anorganice.
În funcție de dimensiunea particulelor (dispersibilitate), praful se împarte în praf „propriu-zis”, cu dimensiunea particulelor mai mare de 10 microni, „nor”, cu dimensiunea particulelor de la 10 microni la 0,1 microni și „fum”, cu dimensiunea particulelor mai mică de 0,1 microni. Fumul se depune greu și poluează constant atmosfera.
Particulele de praf mai mari de 50 µm sunt prinse în nas, nazofaringe, trahee și bronhiile mari în timpul respirației. Particulele de praf de 15-10 µm sunt prinse în tractul respirator superior, inclusiv în bronhiile mici. Particulele de praf de 10-5 µm pot ajunge în alveolele plămânilor, dar sunt prinse în principal în tractul respirator superior. Praful fin cu particule de 5-0,1 µm sau mai mici este inhalat în alveolele plămânilor și, prin urmare, este cel mai periculos.
Se disting următoarele tipuri de impact al prafului asupra organismului uman:
- toxic general (compus din plumb, arsenic, mangan, oxid de zinc etc.);
- iritant local (ciment, carbură de carbidcalciu, var clorat etc.)
- infecțioasă (lână, cârpe etc.);
- cancerigene (contribuie la boli persistente ale pielii, de exemplu cancerul de piele, cauzate de praful de cenușă și de substanțele radioactive)
- care afectează organele respiratorii (oxid de siliciu, oxizi de fier etc.).
Praful de multe substanțe care nu provoacă efecte adverse notabile asupra corpului uman, se referă la praful neutru (praf de cărbune, praf de gips).
Conținut
Praful în producția metalurgică
În producția metalurgică, cel mai adesea trebuie să ne întâlnim cu praf care conține oxizi de siliciu SiO2oxizi, oxizi de fier, oxizi de mangan și compuși de fluor. Principalul pericol al prafului care conține SiO2Aceasta constă în apariția unei îngroșări a țesutului pulmonar (fibroză) la lucrători, denumită silicoză, ca urmare a căreia unele părți ale plămânilor încetează să mai îndeplinească funcția de respirație, ceea ce este însoțit de o deteriorare semnificativă a activității inimii și a altor organe.
Îngroșarea pulmonară este, de asemenea, cauzată de praful de oxid de fier. Bolile pulmonare sunt cauzate de praful care conține compuși ai fluorurii și arsenicului, prezenți în zgura de minereu de fluor și arsenic.
În conformitate cu normele sanitare în vigoare, concentrațiile maxime admise de praf în aerul din zona de lucru sunt de mg/m 3 :
Controlul conținutului de praf din aerul din spațiile de lucru se realizează, de obicei, prin metode de cântărire și numărare.
Metoda greutății constă în aspirarea unui anumit volum de aer printr-un filtru închis într-un tub de sticlă. La sfârșitul aspirației volumului de aer necesar, filtrul (adus, ca și înainte de prelevare, la o greutate constantă) este cântărit pe un cântar analitic. Prin creșterea greutății filtrului, se determină conținutul ponderal de praf pe un metru cub de aer.
Esența metodei de numărare este depunerea prafului dintr-un anumit volum de aer cu ajutorul unor dispozitive speciale (contoare de praf) pe sticla de acoperire a unui microscop. După aceea, sub microscop, la o mărire de mai mult de o mie de ori, se numără particulele de praf și se determină forma și dimensiunea acestora.
Pentru a determina rapid gradul de praf al aerului, utilizați metoda fotoelectrică, care se bazează pe faptul că aerul prăfuit slăbește razele de lumină care trec prin el.
Printre cele mai radicale măsuri de control al prafului se numără raționalizarea proceselor tehnologice și îmbunătățirea echipamentelor pentru a preveni formarea și răspândirea prafului în timpul prelucrării și transportului materialelor. Astfel de măsuri includ îmbunătățirea procesului de sinterizare a încărcăturii în fabricile de sinterizare, umezirea materialelor cu praf, înlocuirea metodei abrazive cu metoda cu flacără pentru îndepărtarea petelor de pe lingouri și țagle, aplicarea transportului pneumatic și a altor tipuri de transport închis pentru deplasarea materialelor cu praf etc. Introducerea pe scară largă a mecanizării și automatizării proceselor este, de asemenea, una dintre cele mai importante măsuri de îmbunătățire a sănătății.
Etanșarea unităților cu praf și a dispozitivelor de transport de-a lungul procesului de producție merită o atenție deosebită. Etanșarea echipamentelor de producție poate, în unele cazuri, să prevină complet eliberarea de praf în mediu.
Hidrodepoluarea este una dintre metodele eficiente de control al prafului. În uzinele metalurgice, această metodă este utilizată cu succes pentru suprimarea prafului la instalațiile de sinterizare și la furnalele înalte prin instalarea de duze de pulverizare a apei în locurile în care se generează praf.
Un mijloc dovedit de control al prafului este ventilația de desprăfuire, care este instalată sub formă de aspirație locală din adăposturi și dispozitive de desprăfuire.
Sistemele de ventilație pentru suprimarea prafului pot fi puse în funcțiune numai după ce eficacitatea lor a fost atinsă. Sistemele de ventilație necesită supraveghere și întreținere calificată. Aerul prăfuit trebuie curățat de praf în instalații speciale înainte de a fi eliberat în atmosferă.
Pentru curățarea aerului prăfuit se folosesc diferite metode: curățarea uscată în camere de îndepărtare a prafului, cicloane, multicicloane, filtre inerțiale și cu pânză, curățarea umedă în diferite spălătoare și aparate, curățarea electrică în electrofiltre uscate și umede, curățarea cu ultrasunete a prafului. În metalurgie, pentru purificarea aerului și a gazelor prăfuite se utilizează camere de praf, cicloane și multicicloane, curățarea umedă în epuratoare și curățarea electrică.
Uneori este util să se izoleze zonele de producție cu praf de alte încăperi. O astfel de izolare se realizează prin instalarea de pereți despărțitori sau prin închiderea anumitor unități deosebit de prăfuite în incinte speciale. În încăperile cu praf crescut și greu de eliminat din aer, în locurile de muncă fixe se pot crea zone locale de aer curat prin alimentarea artificială cu aer a locurilor de muncă prin conducte de secțiune mare cu o viteză mică de livrare a aerului (aproximativ 0,3-0,5 m/sec). Cabinele cu alimentare cu aer curat au un efect bun.
Praful trebuie îndepărtat de pe pardoseli, pereți ai structurilor și echipamente prin spălare cu apă. În unele cazuri se folosesc aspiratoare pentru îndepărtarea prafului.
În condiții de praf deosebit de ridicat în aer (la curățarea părții inferioare a ascensoarelor, a dispozitivelor de colectare a prafului etc.) este necesară utilizarea aparatelor de respirat pentru protejarea organelor respiratorii și trebuie să se acorde prioritate aparatelor de respirat de tip furtun cu admisie de aer curat din exterior.
Ventilația în atelierul BOF
Ventilația este un mijloc eficient de purificare a atmosferei atelierului de aer încălzit, praf, vapori și gaze. Se utilizează diferite metode de ventilație: naturală și mecanică, schimb general și local, alimentare și evacuare, combinate.
Ventilația generală naturală de schimb (aerarea) rezultă din aportul liber de aer exterior curat și mai rece în încăpere. Aerul exterior deplasează masele de aer contaminat și încălzit din magazin prin felinarele din acoperiș (figura 1).
Intensitatea aerării este determinată de înălțimea termică Pт al aerului de alimentare (Pa):
Înălțimea termică este utilizată pentru a învinge rezistența hidraulică care apare în calea deplasării maselor de aer. Forța motrice a aerării este, de asemenea, presiunea vântului Pв. Aceasta este cauzată de formarea unei zone de rarefacție atunci când vântul curge în jurul lanternelor de evacuare. Datorită zonei de rarefacție, ieșirea aerului din magazin prin lanterne este accelerată. Presiunea vântului este calculată conform formulei (Pa):
Intensitatea de aerare este calculată numai pentru capul termic, pe baza temperaturii medii anuale a aerului din zonă și a temperaturii medii a aerului din atelier. Presiunea vântului este considerată un factor de rezervă din cauza variabilității sale.
Capetele termice de aerare sunt nesemnificative, de numai 15-20 Pa. Acestea sunt mult mai mici decât capul hidraulic creat de ventilația forțată. Dar aerarea permite efectuarea unui schimb de aer multiplu, reducerea temperaturii aerului din magazin cu 3-5°C, reducerea conținutului de praf și gaze al acestuia, fără utilizarea de echipamente speciale și costuri energetice.
Aerul exterior pătrunde în magazin și în mod neorganizat (infiltrații), prin porți și jaluzele slab închise, geamuri sparte, fante. Curenții de aer rezultați provoacă răceli ale lucrătorilor.
Orificiile de aerisire sunt amplasate pe mai multe niveluri: inferior și mediu, respectiv la nivelul de 1,8 și 4 m de la podea, superior — la nivelul grinzilor macaralei.
În timpul iernii este permisă deschiderea doar a obloanelor de la deschiderile din mijloc. O condiție importantă pentru utilizarea eficientă a deschiderilor de aerisire este o dispunere fiabilă a mecanismelor de deschidere și închidere a obloanelor, ventiloanelor.
Ventilația mecanică este amenajată pentru schimbul local de aer. Utilizarea ventilației mecanice generale este inoportună, deoarece în acest caz aerul încălzit și poluat s-ar deplasa în întregul magazin.
În atelierul BOF se folosesc metode de ventilație locală: ventilație de alimentare (duș de aer la locurile de muncă din departamentele BOF, turnare, decapare, în curtea de pregătire a turnătorului: vara — cu pulverizare de apă prin duze, iarna — cu încălzirea aerului în calorifer) și evacuare (aspirație) — aspirație. Aceasta din urmă este utilizată în galeriile de alimentare a încărcăturii, departamentul de malaxare etc. Pentru ventilația de admisie este necesar să se asigure un aport constant de aer curat în locuri îndepărtate de emisiile murdare. Cel mai bun loc este o zonă verde din zona de protecție sanitară a întreprinderii, la un nivel nu mai mic de + 3 metri. La selectarea locurilor de admisie a aerului curat, trebuie să se țină seama de direcția predominantă a curenților de aer. Aerul contaminat din sistemele de aspirație trebuie să fie curățat în prealabil în aparate speciale înainte de a fi evacuat în atmosferă.
Îndepărtarea prafului în atelierul BOF
Toate operațiunile tehnologice, de reparații și auxiliare efectuate în atelierul BOF sunt însoțite de emisii de praf. Aerul este poluat cu praf de var și minereu în departamentul de încărcare și în galeriile de alimentare cu încărcătură, în departamentul de amestecare — cu praf de grafit de la amestecătoare și cazane cu fontă brută. În departamentul de conversie se emit praf și fum la turnarea fontei brute și la încărcarea materialelor care formează zgură în convertor, în mod deosebit intensiv — în procesul de explozie a topitorului. În timpul reparării convertorului se emană mult praf atunci când se îndepărtează căptușeala veche.
În culoarul de turnare, sursele de praf, vapori și gaze sunt standurile de uscare și curățare a cuptoarelor de oțel, compozițiile de garnituri unse și turnate, bolurile de zgură. Poluarea aerului este cauzată, de asemenea, de rularea cutiilor cu gunoi în camioanele de gunoi.
Praful de metal, zgură și ceramică, grafitul, vaporii de unsoare, vaporii de grăsime, gazele nocive (CO, CO2).
Praful suspendat în aer deteriorează micromediul spațiilor industriale. Când este emis în atmosferă, poluează bazinul de aer, iar când oamenii lucrează mult timp în locuri cu praf, provoacă boli profesionale ale sistemului respirator — pneumoconioză. Particulele solide de praf inhalate cu aer deteriorează țesutul pulmonar și îl deconectează treptat de la procesul respirator. Alimentarea cu oxigen a organismului este perturbată. Există o defalcare a metabolismului general. Scade ireversibil capacitatea de muncă a unei persoane.
În prezența siliciului liber în praf, pneumoconioza ia forma silicozei. Praful industrial netoxic provoacă, de asemenea, boli de piele (acnee, furuncule). Particulele de praf din aer pot deveni purtătoare de microorganisme și agenți patogeni ai bolilor infecțioase.
Conținutul de praf din aerul spațiilor de lucru este limitat de normele sanitare și de GO ST 12.1.005-76, care stabilesc concentrația maximă admisă (CMA) a acestuia în zona de lucru și la emisia în atmosferă prin coșuri și dispozitive de aspirație.
Dacă conținutul de siliciu liber în praf nu depășește 10%, atunci în aerul din zona de lucru este permisă o cantitate maximă de 4 mg/m 3 , iar în emisiile organizate o cantitate maximă de 100 mg/m 3 .
Controlul prafului la întreprinderi se realizează în mai multe direcții. Se dezvoltă mijloace de suprimare a prafului în locurile de formare a acestuia, de cernere a fracțiunilor fine și a prafului din materialele în vrac; de reducere a pierderilor de materiale în timpul transportului, depozitării în depozite, încărcării și descărcării; de etanșare a unităților de transbordare.
Mijloacele personale de protecție respiratorie pentru lucrători sunt aparatele de respirat împotriva prafului și dispozitivele izolante. Aerul poluat ca urmare a emisiilor de praf de gaz și de aspirație este curățat în prealabil în instalații speciale. Împreună cu instalațiile de tratare a prafului de gaze din alte ateliere fierbinți — furnal, sinterizare, foc deschis, turnătorie — aceste unități îndeplinesc funcții importante în complexul de măsuri de protecție a mediului.
Ștergerea prafului din gazele de conversie se realizează prin metode uscate, umede, electrostatice și combinate. Emisiile de aspirație sunt curățate prin metoda uscată în camere de îndepărtare a prafului și în cicloane. Acțiunea acestor dispozitive se bazează pe principiul depunerii particulelor mari de praf (20 microni și mai mult) sub acțiunea gravitației, forțelor centrifuge și inerțiale. Ciclonii centrifugi sunt larg răspândiți (fig. 1)
În ciclon, datorită eliminării continue de gaze purificate, se creează o rarefacție. Dacă carcasa nu este închisă ermetic, ciclonul va fi aspirat de aer din exterior, care va agita praful sedimentat și îl va reintroduce parțial în fluxul de gaze care trece. Ciclonul însuși va deveni o sursă de poluare atmosferică. Același lucru se va întâmpla dacă aparatul nu este curățat periodic de praf. Gazul murdar care intră în ciclonul netratat va face mai puține rotații și o parte din praf nu va avea timp să se separe.
Praful din colectoarele de praf (buncăre), camerele de sedimentare și ciclonii este descărcat și transportat periodic. Pentru transport, este recomandabil să se utilizeze camioane cu caroserie închisă, cum ar fi camioanele de ciment.
Curățarea uscată a gazelor și a emisiilor prin aspirație se realizează, de asemenea, cu ajutorul filtrelor. Se folosesc filtre de praf de trei tipuri: filtre de pânză (din bumbac sau lână), filtre poroase sau în vrac (din pietriș sau cocs fin) și filtre cu plasă.
Deprăfuirea umedă a gazelor se realizează în spălătoare-epuratoare de diferite modele, care funcționează pe principiul fluxului invers al apei și al aerului contaminat.
Depoluarea electrostatică permite curățarea fină a gazelor și a aerului de aspirație.
Precipitatorul electrostatic funcționează pe curent continuu de înaltă tensiune (60-100 kV). Schema de circuit a unui astfel de dispozitiv este prezentată în figura 2.
